Локальная потеря устойчивости изгибных стержней по ADM 2020 в RFEM 6

Техническая статья из области расчета конструкций и использования программ Dlubal Software

  • База знаний

Техническая статья

Эта статья была переведена Google Translator

Посмотреть исходный текст

Алюминиевая секция стержня, состоящая из тонких элементов, может испытывать локальные разрушения изгиба ее полок или стенки до того, как стержень сможет достичь своей полной прочности. В надстройке Aluminium Design доступны три варианта определения номинальной прочности на изгиб M nlb для предельного состояния местной потери устойчивости при расчете в соответствии с Руководством по проектированию алюминия 2020 [1] .

  • F.3.1 Weighted Average Method

Это наиболее распространенный метод, используемый в примерах ADM, а также опция по умолчанию в RFEM 6. Метод средневзвешенного значения объединяет силы, определенные отдельно для каждого элемента с помощью уравнения F.3-1 из ADM 2020 [1] .

  • F.3.2 Метод прямой силы

В этом методе прочность на локальную потерю устойчивости поперечного сечения в целом определяется путем анализа, который непосредственно включает взаимодействие элементов. Этот метод является наиболее точным и полным из трех.

  • F.3.3 Метод ограничивающего элемента

Этот метод ограничивает прочность элемента на изгиб на основе самой низкой прочности на изгиб среди всех элементов. Этот метод часто менее точен и более консервативен, поскольку он не учитывает взаимодействие между элементами.

Все три метода, использованные в разделе F.3 для определения местной прочности на изгиб, приведены в разделах B.5.4 и B.5.5. Эти разделы включают определение прочности элементов при равномерном сжатии и элементов при изгибном сжатии. Прочность на локальный изгиб дополнительно зависит от того, поддерживается ли элемент на одной или обеих кромках в дополнение к соотношению ширины к толщине, b/t.

Сравнение результатов RFEM с использованием трех различных методов

Прочность на локальный изгиб алюминиевой балки в примере 3 ADM сравнивается с результатами RFEM с использованием трех различных методов, описанных ранее.

Для балки длиной 16 футов используется сечение AW 5 x 3,70 и материал 6061-T6 (B221). Балка имеет непрерывную боковую опору и расстояние между вертикальными опорами на расстоянии 4,0 фута по центру. Он выдерживает постоянную постоянную нагрузку 4,50 к/фут (Изображение 2).

Свойства сечения показаны на рисунке 3.

Местные напряжения потери устойчивости полки и стенки необходимы для определения номинальной прочности элемента на изгиб.

Напряжение местного изгиба фланца

Фланец (плоский элемент, опирающийся на одну кромку) находится в состоянии равномерного сжатия. Его местное напряжение потери устойчивости определяется в соответствии с разделом B.5.4.1.

Коэффициент гибкости b/t равен [(3,5 дюйма -0,19 дюйма - 2 * 0,30 дюйма)/2]/0,32 дюйма = 4,234

Коэффициент гибкости λ 1 = 6,7 может быть найден с помощью уравнения, приведенного в разделе B.5.4.1, или непосредственно взятого из таблицы 2-19 части VI.

Так как b/t = 4,234 меньше, чем λ 1 = 6,7, то получается управление по предельному состоянию. Следовательно, равномерное сжимающее напряжение F c = F cy = 35,0 тыс. Фунтов на квадратный дюйм (таблица A.4.1 и таблица A.4.3).

Напряжение при локальном изгибе стенки

Перегородка (плоский элемент, опирающийся на две кромки) испытывает сжатие при изгибе. Его местное напряжение потери устойчивости определяется в соответствии с разделом B.5.5.1.

Коэффициент гибкости b/t равен [(5,0 дюйма -2 * 0,32 дюйма -2 * 0,3 дюйма)]/0,19 дюйма = 19,789

Коэффициент гибкости λ 1 = 33,1 можно найти с помощью уравнения, приведенного в разделе B.5.5.1, или непосредственно взятого из таблицы 2-19 части VI.

Поскольку b/t = 19,789 меньше, чем λ 1 = 33,1, то управление предельным состоянием дает. Следовательно, изгибное сжимающее напряжение F b = 1,5 * F cy = 1,5 * 35,0 тыс. Фунтов на квадратный дюйм = 52,5 тыс. Фунтов на квадратный дюйм (таблица A.4.1 и таблица A.4.3).

В разделе «Детали проверки конструкции» в RFEM 6 приведены формулы и ссылки, используемые в каждом методе. Результат каждого метода можно легко проверить.

  • Номинальная прочность на изгиб, M nlb по методу средневзвешенного значения F.3.1
  • Номинальная прочность на изгиб, M nlb по методу прямой прочности F.3.2
  • Номинальная прочность на изгиб, M nlb по методу предельного элемента F.3.3

Это метод, использованный в примере 3 [1] . Незначительная разница в коэффициенте использования обусловлена формулой балки, используемой для определения максимального требуемого изгибающего момента.

Заключение

В этом примере контрольные коэффициенты расчета по методу средневзвешенного значения и методу прямой прочности практически идентичны (0,657 и 0,662). Как и ожидалось, метод ограничивающих элементов является наиболее консервативным и имеет самый высокий расчетный коэффициент проверки (0,749).

Автор

Cisca Tjoa, PE

Cisca Tjoa, PE

Инженер технической поддержки

Cisca отвечает за техническую поддержку клиентов и постоянное развитие программ для рынка Северной Америки.

Ключевые слова

Местное выпучивание Изгибные элементы Алюминиевых конструкций

Литература

[1]   Aluminum Design Manual 2020

Добавить комментарий...

Добавить комментарий...

  • Просмотры 510x
  • Обновления 11. января 2023

Контакты

Связаться с Dlubal

У вас есть дополнительные вопросы или вам нужен совет? Свяжитесь с нами по телефону, электронной почте, в чате или на форуме, или выполните поиск по странице часто задаваемых вопросов, доступной круглосуточно и без выходных.

+49 9673 9203 0

[email protected]

Онлайн-обучение | Английский

Еврокод 3 | Стальные конструкции по норме DIN EN 1993-1-1

Онлайн-обучение 2. марта 2023 9:00 - 13:00 CET

Онлайн-обучение | Английский

Еврокод 3 | Стальные конструкции по норме DIN EN 1993-1-1

Онлайн-обучение 17. ноября 2022 9:00 - 13:00 CET

Онлайн-обучение | Английский

Программа RFEM 6 для студентов | США

Онлайн-обучение 8. ноября 2022 13:00 - 16:00 EDT

Онлайн-обучение | Английский

Еврокод 3 | Стальные конструкции по норме DIN EN 1993-1-1

Онлайн-обучение 8. сентября 2022 9:00 - 13:00 CEST

Онлайн-обучение | Английский

Еврокод 5 | Деревянные конструкции по норме DIN EN 1995-1-1

Онлайн-обучение 15. июня 2022 8:30 - 12:30 CEST

Онлайн-обучение | Английский

RFEM 6 для студентов | США

Онлайн-обучение 8. июня 2022 13:00 - 16:00 EDT

Онлайн-обучение | Английский

Еврокод 3 | Стальные конструкции по норме DIN EN 1993-1-1

Онлайн-обучение 27. апреля 2022 8:30 - 12:30 CEST

Пример изгиба ADM

Пример изгиба ADM

Длительность 0:50 мин

Что такое воздействия?

Что такое воздействия?

Длительность 3:04 мин

Полезная высота

Полезная высота

Длительность 1:48 мин

RFEM 6
Алюминиевая конструкция, деформация

расчет

Аддон Aluminium Design позволяет рассчитывать алюминиевые стержни по предельным состояниям по несущей способности и пригодности к эксплуатации в соответствии с различными нормативами.

Цена первой лицензии
1 850,00 EUR