Geometrisch und materiell nichtlineare Analyse (GMNA)

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Für einen Ingenieur ist es immer wichtig, eine möglichst realitätsnahe Struktur modellieren zu können. Aus diesem Grund haben wir in der aktuellen IDEA StatiCa Version 10.1 die neue geometrisch nichtlineare Analyse (GMNA) für Hohlprofile eingeführt.

Diese völlig neue Art der Analyse ist ein wichtiger Bestandteil des Normnachweises für Hohlprofilbauteile mit erheblichem Einfluss auf die berechnete Tragfähigkeit der gesamten Verbindung. Die GMNA-Berechnung bringt die Ergebnisse der Analyse näher an das reale Verhalten der Struktur (aber nicht unbedingt an die Normanforderungen).

Bis Version 10.0 verwendet unsere CBFEM-Methode die materiell nichtlineare Analyse (MNA-Methode, elastoplastisches Arbeitsdiagramm). Diese Lösung ist für die allermeisten Anschlussfälle noch ausreichend.

Bei bestimmten Hohlprofilbauteilen und/oder Bauteilen mit extrem schlanken Wänden kann es jedoch durch Punktbelastungen zu hohen lokalen Verformungen (insbesondere von Querschnitten) kommen, die die Gesamtstabilität des Bauteils beeinflussen. In diesen Fällen kann die geometrisch-lineare Analyse das Verhalten der Verbindung nicht ausreichend genau erfassen und ihre Belastbarkeit kann unter- oder überschätzt werden.

Aus diesem Grund haben wir eine neue und weiterentwickelte Analyse, basierend auf der geometrisch nichtlinearen Lösung, entwickelt, die diese Effekte berücksichtigt. Die neue Analyse heißt GMNA – geometrisch und materiell nichtlineare Analyse. Diesen Ansatz haben wir anhand von Modellen von ANSYS und ABAQUS verifiziert.

Wichtige Anmerkung

Die GMNA-Funktion ist standardmäßig in allen neuen Projekten aktiviert, in denen einem  gelagerten Bauteil ein Hohlquerschnitt zugewiesen ist. Projekte aus früheren Versionen behalten ihre ursprünglichen Einstellungen. Benutzer können im Dialog der Normeinstellung zur GMNA wechseln.

Dies kann zu einem Szenario führen, in dem eine in 10.0 erstellte und in 10.1 mit GMNA neu berechnete Verbindung unterschiedliche Ergebnisse liefert. Im Allgemeinen sind die Ergebnisse für Bauteile unter Zug weniger konservativ und für Bauteile unter Druck konservativer.

Es ist möglich, dass einige Verbindungen, die in der vorherigen Version entworfen wurden, insbesondere solche, die sehr aggressiv und/oder mit grenzwertigen Normnachweis-Werten bemessen wurden, den Normnachweis in Version 10.1 nicht mehr bestehen. Wir empfehlen, diese in Version 10.1 neu zu berechnen und die Unterschiede zur Vorgängerversion gemeinsam mit Ihrem lokalen Support-Partner (Vertriebspartner) oder direkt bei IDEA StatiCa zu untersuchen.

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