Análise linear de cargas críticas utilizando o método de faixas finitas (FSM)

No caso de componentes em aço de parede fina, além da rotura de estabilidade global (encurvadura, encurvadura por torção, encurvadura por flexão-torção), também tem de ser examinado o comportamento da estabilidade local da secção. É feita uma distinção entre dois tipos na EN 1993-1-3 Refer [1] :

• Encurvadura local: Caracterizada pela encurvadura de partes individuais da secção fora do plano, assumindo-se um apoio articulado dos cantos da secção. Esta forma de estabilidade é descrita na EN 1993-1-5 Consultar [2] como encurvadura local.
• Total de ressaltos de campo/instabilidade de forma: Caracterizada por evasão ao reforço da borda de uma secção. Ao mesmo tempo, ocorrem deformações para dentro e fora do plano em secções adjacentes.

No RFEM 6 e no RSTAB 9, pode calcular com carregamento unitário os fatores de carga críticos e as formas próprias para os fenómenos de estabilidade local designados. O cálculo é uma análise de estabilidade linear baseada no "Método de faixas finitas restritas (cFSM)" Consulte [3] . Os resultados do cálculo de faixas finitas podem ser chamados para todas as secções de parede fina na caixa de diálogo "Editar secções". Além das tensões unitárias e de outras funções da secção, pode utilizar o menu pendente por baixo da secção de visualização para selecionar as formas de encurvadura devido ao carregamento unitário (Figura 1).

Se uma das cargas unitárias estiver selecionada, abre-se o diagrama interativo "Resultados do método de faixas finitas". A curva a azul mostra a carga crítica mínima em função do meio comprimento de onda de encurvadura correspondente. Os resultados também podem ser apresentados separadamente para as diferentes formas de estabilidade encurvadura local, instabilidade de forma e rotura de estabilidade global (assumindo uma viga de um vão apoiada na forquilha) (Figura 2).

Deve-se notar que apenas o primeiro modo próprio (onda única) da respectiva forma de estabilidade é considerado na análise de estabilidade. No entanto, as cargas de derivação determinadas também se aplicam a múltiplos dos semicomprimentos de onda associados. Isto pode ser demonstrado através de um cálculo comparativo com os elementos de casca e o módulo de estabilidade estrutural. Para a secção cesariana investigada com um comprimento de 0,141 m, isso resulta numa carga crítica de -90,47 kN, o que concorda muito bem com o resultado do FSM de -89,85 kN (ver Figura 2). Se o comprimento duplicar para 0,282 m, o número de encurvaduras também duplica com uma carga de ramificação mais ou menos constante (-91,68 kN). Por isso, para a determinação das cargas de ramificação decisivas dos fenómenos de estabilidade locais (encurvadura local e instabilidade de forma), devem ser sempre considerados os respetivos mínimos das curvas limite determinadas.

As deformações da secção associadas com uma carga crítica calculada podem ser visualizadas no gráfico da secção. Por defeito, é apresentada a forma própria que pertence ao primeiro mínimo local da curva de carga crítica. Ao "clicar" em qualquer ponto de dados no diagrama, a visualização é atualizada automaticamente. As formas próprias apresentadas na Figura 4 mostram claramente a influência das respetivas formas de estabilidade sobre a carga crítica determinada. Enquanto a encurvadura local domina no ponto a, a forma própria no ponto b é caracterizada por instabilidade da forma. Por outro lado, no ponto c pode ser visto um movimento de corpo rígido da secção que está associado à rotura de estabilidade global (aqui encurvadura por flexão-torção).

Os resultados do FSM permitem uma avaliação inicial do comportamento de estabilidade de secções esbeltas e fornecem uma indicação se a rotura é dominada por uma estabilidade local, global ou uma interação de ambas as formas. Os fatores de carga crítica determinados também podem ser utilizados para calcular a resistência limite última de secções de esbelteza de acordo com as normas EN 1993-1-3 [1] ou AISI S100-16 [4].

Modelo 3D

• Visualizador 3D | Google
• Visualizador 3D | Babylon
• Realidade virtual

Modelo | Modelo de superfície, perfil C, forma de fivela ondulada simples

Modelo 3D

• Visualizador 3D | Google
• Visualizador 3D | Babylon
• Realidade virtual

Modelo | Modelo de superfície, perfil C, forma de fivela ondulado duplo