Локальная потеря устойчивости изгибных стержней по ADM 2020 в RFEM 6

• 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).

3D Модель

• 3D Viewer | Google
• 3D Viewer | Babylon
• Виртуальная реальность

Модель | Пример изгиба ADM