Para obter uma avaliação significativa da abordagem de modelação selecionada, pode ser muito útil criar primeiro um modelo que possa ser comparado com os métodos experimentados e testados.
Num artigo anterior, a resistência de cálculo de uma ligação de chapa de extremidade rígida foi calculada com a fórmula de acordo com a EN 1993-1-8 [1].
Neste exemplo, a resistência de cálculo da chapa de extremidade deve ser carregada através de uma abordagem de modelação MEF com a resistência de cálculo determinada de 324,95 kNm.
Modelo de superfície
A viga HEB 400 foi introduzida com um comprimento de 500 mm e dividida em superfícies. Assumindo que a chapa de extremidade tem um comportamento rígido sob a cabeça dos parafusos sólidos, foi gerada uma superfície rígida com um diâmetro de anilha de 44 mm. Para simular a elasticidade dos parafusos sob tensão de tração, foram definidos um diâmetro de 24 mm e um comprimento de 29 mm (= espessura da chapa de extremidade + espessura da anilha). Para garantir que a carga é introduzida de forma igual na viga, foi utilizada uma chapa de extremidade rígida no local de aplicação da carga.
um apoio rígido no eixo z da chapa de extremidade pode levar a problemas de convergência, foi assumida uma fundação de superfície com 2 ∙ 108 kN/m³ e foi fornecido um apoio de linha adicional nos locais onde não pode ocorrer deformação devido à condições de simetria de uma ligação de viga ou onde são esperadas as maiores forças de apoio. Ambos os apoios falham se a reação do apoio for positiva. Segundo a norma EN 1993‑1‑8 [1] para realizar um dimensionamento plástico, foi selecionado o modelo de material "Isotrópico plástico 2D/3D" com o critério de cedência 23,5 kN/cm². Assim que o critério de cedência é alcançado no elemento de EF, este não consegue absorver mais forças e ocorre uma redistribuição das tensões.
Resultados
O critério de rotura "Rotura de parafuso com fluência do banzo" do cálculo manual pode ser validado.
Se utilizar o modelo de material não linear "Isotrópico plástico 2D/3D", a área dos elementos no estado plástico tem de ser avaliada. Deve ser tido em consideração que os elementos plastificados correspondem a danos permanentes. O modelo MEF apresenta zonas plásticas demasiado grandes. Isto significa que a ligação está sobrecarregada quando é considerada através do modelo de superfície. A força de tração dos parafusos determinada com 279 e 288 kN também excede a força de tração limite permitida.
Áreas plásticas de tamanho semelhante foram determinadas com modelação adicional, onde a viga, a chapa de extremidade, os parafusos e as soldaduras foram representados com sólidos e a introdução de força da viga para a chapa de extremidade ocorre através das soldaduras (= superfície de carga maior).