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.
W poprzednim artykule , nośność płyty czołowej połączenia odpornego na zginanie, obliczono za pomocą urządzenia do obliczeń według EN 1993-1-8 [1]. W tym przykładzie, nośność płyty czołowej należy obciążyć o określonej nośności 324,95 kNm, stosując metodę modelowania MES.
Model powierzchniowy
Belka HEB 400 została wprowadzona o długości 500 mm i podzielona na płaszczyzny. Zakładając, że płyta czołowa zachowuje się sztywno pod pełnymi łbami śrub, powstała sztywna powierzchnia o średnicy podkładki 44 mm. Aby zasymulować sprężystość śrub przy rozciąganiu, zdefiniowano je jako śruby o średnicy 24 mm i długości 29 mm (= grubość płyty czołowej + grubość podkładki). Aby zapewnić równomierne wprowadzenie obciążenia do belki, w punkcie przyłożenia obciążenia zastosowano sztywną płytę końcową.
Ponieważ sztywne podparcie w osi z płyty czołowej może prowadzić do problemów ze zbieżnością, przyjęto podłoże sprężyste powierzchniowo o wartości 2 10 8 kN/m³, w miejscach, w których nie może nastąpić odkształcenie ze względu na warunki symetrii połączenia belki lub tam, gdzie spodziewane są największe siły kontaktowe, dodatkowo zaprojektowano podporę liniową. Obie podpory powinny ulec uszkodzeniu w przypadku dodatniej reakcji podpory. Ponieważ w normie EN 1993-1-8 [1] przeprowadza się obliczenia plastyczne, wybrano model materiałowy „Izotropowy plastyczny 2D/3D” z kryterium plastyczności 23,5 kN/cm². Po osiągnięciu kryterium plastyczności w elemencie ES nie może on przenosić dalszych sił i następuje redystrybucja naprężeń.
RF-CUTTING-PATTERN | Wyniki
Przy obliczaniu ręcznym można potwierdzić kryterium uszkodzenia "Uszkodzenie śruby z jednoczesnym poddaniem się kołnierzowi".
W przypadku stosowania nieliniowego modelu materiałowego „Izotropowy plastyczny 2D/3D” należy obliczyć pole powierzchni elementów w stanie plastycznym. Należy pamiętać, że elementy w stanie plastycznym odpowiadają pozostałym uszkodzeniom. Das FEM-Modell weist zu große plastische Bereiche auf. Oznacza to, że połączenie jest przeciążone, patrząc w oparciu o model powierzchni. Wyznaczona siła rozciągająca śruby o wartości 279 i 288 kN również przekracza dopuszczalną graniczną siłę rozciągającą.
Za pomocą dodatkowego modelowania wyznaczono podobnie zwymiarowane obszary plastyczne, w których belka, blacha czołowa, śruby i spoiny zostały przedstawione jako bryły, a siła od belki do płyty czołowej odbywa się w poprzek spoin (= większa powierzchnia obciążenia).