Um eine Aussagekraft über die Wahl des gewählten Modellierungsansatzes zu erhalten, kann es sehr hilfreich sein, zunächst ein Modell zu erstellen, welches den altbewährten Methoden gegenübergestellt werden kann.
In un precedente articolo , la capacità portante della piastra terminale di una connessione resistente alla flessione è stata calcolata mediante l'apparato di formula della EN 1993-1-8 [1]. In questo esempio, la capacità portante della piastra terminale deve essere caricata con la capacità portante determinata di 324,95 kNm usando un approccio di modellazione FEM.
Modello di superficie
La trave HEB 400 è stata inserita con una lunghezza di 500 mm e divisa in superfici. Supponendo che la piastra di estremità abbia un comportamento rigido sotto le teste dei bulloni solide, è stata generata una superficie rigida con un diametro della rondella di 44 mm. Per simulare l'elasticità dei bulloni sotto tensione di trazione, sono stati definiti con un diametro di 24 mm e una lunghezza di 29 mm (= spessore della piastra di estremità + spessore della rondella). Per garantire che il carico sia uniformemente introdotto nella trave, è stata utilizzata una piastra terminale rigida nel punto di applicazione del carico.
Poiché un supporto rigido nell'asse z della piastra di estremità può portare a problemi di convergenza, è stato ipotizzato un fondazione elastico superficiale con 2 ∙ 10 8 kN/m³ e nei punti in cui non può verificarsi alcuna deformazione a causa delle condizioni di simmetria di un giunto di trave o dove sono previste le maggiori forze di contatto, è stato inoltre progettato un vincolo esterno della linea. Entrambi i supporti dovrebbero fallire in caso di reazione positiva del supporto. Poiché la EN 1993-1-8 [1] esegue un progetto plastico, è stato selezionato il modello di materiale "Isotropo plastico 2D/3D" con il criterio di snervamento 23,5 kN/cm². Non appena il criterio di snervamento viene raggiunto nell'elemento FE, non può assorbire ulteriori forze e ha luogo una ridistribuzione della sollecitazione.
Risultati
Il criterio di rottura "Rottura del bullone con cedimento simultaneo della flangia" del calcolo manuale può essere confermato.
Quando si utilizza il modello di materiale non lineare "Isotropo plastico 2D/3D", l'area degli elementi nello stato plastico deve essere valutata. Si consideri che gli elementi allo stato plastico corrispondono al danno residuo. Das FEM-Modell weist zu große plastische Bereiche auf. Ciò significa che la connessione è sovraccaricata se vista per mezzo di un modello di superficie. La forza di trazione del bullone determinata con 279 e 288 kN supera anche la forza di trazione limite ammissibile.
Aree di plastica di dimensioni simili sono state determinate con modellazione aggiuntiva, dove la trave, la piastra di estremità, i bulloni e le saldature sono stati visualizzati con dei solidi e l'introduzione della forza dalla trave alla piastra di estremità avviene attraverso le saldature (= superficie di carico più grande).
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