Dzięki dostępnemu tutaj modelowi, połączenia takie można projektować z uwagi na rzeczywiste naprężenia przy małym nakładzie pracy na modelowanie. Aby możliwe było zweryfikowanie modelu za pomocą DSTV połączeń typowanych [1] , wybraliśmy następujący system.
System
Połączenie typowe: IH 2.1 A 26 20
Przekrój: HEA 260
Materiał: Stal S235
Śruby: M20 o klasie wytrzymałości 10.9
Model ES jest tworzony za pomocą elementów powierzchniowych dla belki. Modelowanie płyty czołowej odbywa się za pomocą powierzchni, które są ze sobą połączone w celu utworzenia między nimi bryły kontaktowej. Definiuje on dokładnie właściwości kontaktu pomiędzy dwiema powierzchniami. W tym konkretnym przypadku dochodzi do uszkodzenia w przypadku pionowego naprężenia rozciągającego. Stal S235 jest również wybrana jako materiał na dwie powierzchnie czołowe, ale zachowuje się jak materiał plastyczny. Otwory są modelowane w powierzchniach, aby odwzorować otwory. Śruby połączenia są zdefiniowane jako pręty rozciągane i są przedstawione w uproszczeniu bez nakrętki. Pręt rozciągany ma tylko sztywność podłużną E ⋅ A i może przenosić tylko siły rozciągające. Zwolnienia momentowe są umieszczone na końcach pręta. Śruby są połączone w uproszczony sposób przez kilka sztywnych prętów z przegubami końcowymi prętów na odpowiedniej płycie końcowej. Po wprowadzeniu żądanego rozmiaru śruby zostają przeniesione wszystkie parametry obliczeniowe śruby (klasa wytrzymałości 10.9). Pozwala to na zdefiniowanie w modelu poprawnej długości odkształcenia w celu uzyskania najdokładniejszych sił na śruby.
| tP | Grubość płyty czołowej [mm] |
| D | Grubość podkładki [mm] |
| k | Wysokość łba śruby [mm] |
| m | Wysokość nakrętki [mm] |
Aplikacja
Po otwarciu modelu można dostosować przekrój w nawigatorze danych. Model jest sparametryzowany dla belek HEA, HEB i HEM znormalizowanych zgodnie z DIN EN 1025. Następnie można wyświetlić parametry i wprowadzić wymiary i grubość płyty czołowej. Należy wprowadzić rozmiar śruby (M12, M16, M20, M22, M24, M27, M30, M36) i żądane rozstawy śrub. Jednocześnie zostają dostosowane wszystkie parametry śruby, które są istotne dla obliczeń. Wreszcie, można dostosować obciążenia.
Weryfikacja konstrukcyjna
Aby określić nośność połączenia, stosuje się obciążenie początkoweMy wynoszące 50 kNm i oblicza ono przy użyciu metody przyrostu obciążenia. Następnie można ocenić siły śruby i odkształcenia plastyczne. Aby to zrobić, należy określić maksymalną wytrzymałość na rozciąganie w następujący sposób.
| k2 | Współczynnik nośności na rozciąganie [-] |
| fub | Nośność materiału śruby na rozciąganie [N/mm²] |
| As | Przekrój naprężenia [mm²] |
| γM2 | Częściowy współczynnik bezpieczeństwa śruby [-] |
Ocena i porównanie
Porównując nośność na rozciąganie z siłami śrub w modelowaniu ES, można zauważyć, że zniszczenie śrub występuje, gdy obciążenie zostanie zwiększone więcej niż 2,1 razy. Die Schraubenkräfte betragen 175,43 kN bei einem angreifenden Moment von 105 kNm.
Zatem nośność połączenia 105 kNm wynosi 2,1 ⋅ 50 kNm.
Ocena odkształceń plastycznych wykazuje wartości maksymalne wynoszące w przybliżeniu jeden procent, co nie przekracza dopuszczalnego odkształcenia granicznego wynoszącego pięć procent zgodnie z EC3. Dodatkowo podczas wyświetlania stopni nieliniowości można zobaczyć, kiedy materiał zaczyna się poddawać.
Wytyczna DSTV [1] podaje nośność 112,9 kNm, która różni się tylko nieznacznie od utworzonego modelu ES.
Odchylenie to odzwierciedla między innymi brak zamodelowania spoin, co skutkuje mniejszą sztywnością zewnętrznego rzędu śrub. W rezultacie wewnętrzne śruby są poddawane większemu obciążeniu, co powoduje ich uszkodzenie.
Anbei befindet sich zusätzlich noch ein Modell für eine Verbindung mit einer überstehenden Stirnplatte.
.png?mw=350&hash=db8f562b3cbfea63fcdbce3b1237243a1ff807cf)
.png?mw=600&hash=49b6a289915d28aa461360f7308b092631b1446e)
