Influenza delle rigidezze dei collegamenti sulla verifica di aste e collegamenti

Questo articolo spiega quale influenza ha il modello selezionato nell'area di supporto sulle forze interne e sulle deformazioni.

Descrizione dei modelli A - E

Il modello A rappresenta il caso standard di utilizzo di un modello ad aste pure. La trave è rigida su entrambi i lati, tutti i sei gradi di libertà sono bloccati. Il modello non ha alcuna non linearità. Il modello di aste è supportato da supporti nodali di tipo "rigido".

Modello A.

Nel modello B, l'asta ha una piastra terminale rigida su entrambi i lati, che è supportata linearmente. Rigido significa che le deformazioni della placca non sono prese in considerazione. Il supporto è modellato come un supporto di superficie puro.

Modello B.

Nel modello C, l'asta ha una piastra terminale rigida su entrambi i lati, che è supportata in modo non lineare. Solo le sollecitazioni di compressione sono assorbite nel supporto di superficie. Le forze di taglio e di trazione sono assorbite da supporti nodali non linearmente definiti.

Modello C.

Nel modello D, l'asta ha una piastra terminale spessa finita (t = 100 mm) su entrambi i lati, che è supportata in modo non lineare. Solo le sollecitazioni di compressione sono assorbite nel supporto di superficie. Le forze di taglio e di trazione sono assorbite da supporti nodali non linearmente definiti.

Modello D.

Nel modello E, l'asta ha una piastra terminale spessa finita (t = 40 mm) su entrambi i lati, che è supportata in modo non lineare. Solo le sollecitazioni di compressione sono assorbite nel supporto di superficie. Le forze di taglio e di trazione sono assorbite da supporti nodali non linearmente definiti.

Modello E.

Nota per la modellazione di "tasselli": Nel nostro esempio, il modello C, il modello D e il modello E includono una molla traslazionale non lineare per trasferire le forze di trazione.

Valutazione e confronto dei risultati

Il modello a aste semplici (Modello A) con vincolo rigido mostra, come previsto, i momenti di vincolo più grandi e quindi il momento più basso nell'intervallo. Per quanto riguarda il design della piastra terminale e del dispositivo di fissaggio, questo è il risultato più conservativo. Tuttavia, il momento nell'intervallo è sottovalutato.

Il modello B mostra quasi gli stessi risultati del modello A. La superficie rigida con il supporto lineare non consente altri risultati. Tale modellizzazione non è ragionevole nella pratica.

Nel modello C, la non linearità mostra un netto aumento del momento nella campata del 27%, rispetto al modello a aste semplici. Il momento frenante diminuisce di conseguenza.

Più realistiche sono le condizioni di supporto, più aumenta il momento nell'intervallo. Pertanto, il momento nell'intervallo è di circa il 34% più elevato nel modello D rispetto al modello a aste semplici.

L'influenza delle condizioni di supporto è più significativa quando si utilizza lo spessore reale della piastra di acciaio. In questo caso, il momento nello spazio è aumentato del 56%, come si può vedere nel modello E.

Forza interna My

Le deformazioni sono anche importanti condizioni al contorno. Le figure mostrano chiaramente che influenza ha la rispettiva modellazione sulla deformazione della trave. Nel modello A e nel modello B, la posizione di vincolo rimane completamente indeformata. Qui, le deformazioni della campata sono piccole. Al contrario, nel modello E si verificano deformazioni significative della piastra con uno spessore reale della piastra in acciaio di 40 mm a causa dell'elevato carico. In questo caso, l'influenza della rigidezza della piastra reale sulla deformazione della trave è particolarmente evidente.

Va notato che la non linearità del materiale (plasticità) non è considerata in questo esempio semplificato. Naturalmente, possono verificarsi deformazioni maggiori dopo aver raggiunto la resistenza di snervamento nelle piastre terminali.

Ordito

Sommario

A seconda dei compiti e degli obiettivi, può essere ragionevole modellare le condizioni di vincolo vicino alla realtà utilizzando il metodo degli elementi finiti. Questo può essere fatto in modo rapido ed efficiente in RFEM, che fornisce vari strumenti utili e consente un input intuitivo. Pertanto, è possibile valutare il comportamento strutturale dei componenti sotto l'influenza dei supporti in un modo migliore.

Inoltre, questo progetto di collegamento dettagliato consente una valutazione accurata dell'applicazione del carico ad altri componenti strutturali. Pertanto, un ingegnere può fornire soluzioni efficienti e fattibili pur rispettando un elevato standard di sicurezza.

La modellazione FEM delle condizioni del vincolo esterno può essere utile anche per il ricalcolo dei componenti esistenti o dei dispositivi di fissaggio; ad esempio, a causa della loro conversione. Più ti muovi entro i limiti, più ragionevole sarà lo sforzo della modellazione realistica.