Kondenzált szuperelemek – láthatatlanok, de nélkülözhetetlenek
A 21-es verzió megjelenéséig nem volt sok lehetőség az acél szerkezeti elemek kapcsolatainak reálisabb modellezésére, mint az IDEA StatiCa alkalmazás használata. Ennek ellenére előfordultak olyan helyzetek, amikor a szélső feszültségértékek pontatlanok voltak, és nem feleltek meg az acél szerkezeti elemek valós viselkedésének. Nem volt könnyű megtalálni a helyes módszert, hogy a kapcsolat tervezésére összpontosítsunk, csak a szerkezeti csomóponthoz közeli területet vizsgáljuk, és ugyanakkor figyelembe vegyük a csatlakozó elemek többi részének viselkedését.
A fejlesztőcsapatnak azonban sikerült megtalálnia a megoldást. Jelentősen kibővítették a modellt azáltal, hogy olyan elemrészeket adtak hozzá, amelyek nem láthatók, de elengedhetetlenek az egész modell szempontjából. Ezeket a részeket kondenzált szuperelemeknek nevezik, és ezek végzik el a viselkedés javításával kapcsolatos nehéz munkát.
Ez a változtatás biztosítja, hogy a modell jelenetben látható elemek végei valójában nem is végek. A korábbi verziókban a végkeresztmetszetek a saját síkjukban rögzítve voltak, és itt gyakran nem reális feszültségcsúcsok alakulhattak ki. Most ezek a síkból ki tudnak mozdulni – nemcsak a keresztmetszeti síkon belül, hanem arra merőlegesen is deformálódhatnak.
Különösen a zárt szelvényű kapcsolatoknál az eredmények jobb egyezést mutatnak a kísérleti vizsgálatokkal és a tervezési szabványok előírásaival.
Másrészről ez a változtatás azt is jelenti, hogy a korábban a végkeresztmetszetekben elhelyezkedő feszültségcsúcsok közelebb kerülhetnek és kerülnek is a kapcsolati csomóponthoz. Egyes esetekben a kapcsolati elemek nagyobb erőknek lehetnek kitéve a „kondenzált szuperelemek korszakában".
Három előny az Ön számára
Ez a fejlesztés igen kedvező mellékhatásokat is hoz – a héjelemekkel szimulált elemcsonkok most rövidebbek lehetnek. A változtatás fő előnyei:
- Átlagosan 30%-kal gyorsabb számítási idők
- Gyorsabb eredményvizualizáció
- Pontosabb modellezés zárt szelvényű kapcsolatoknál
A 21-es verzióban bevezetett egyéb nagyszerű új funkciók és fejlesztések részletes Kiadási megjegyzéseinkben találhatók.
Az elemek új hosszai
Felhasználóinkmegszokták a kapcsolattervezési modellben az elemek alapértelmezett hosszait. Ezek a keresztmetszet típusától függtek (zárt / nyitott).
Most az alapértelmezett hossz mindkét típusnál ugyanarra az értékre van beállítva: a keresztmetszet külső méreteinek nagyobbikának 1,25-szörösére. A kondenzált szuperelemek hossza a standard feszültség-alakváltozás analízishez a keresztmetszet külső méreteinek nagyobbikának 4-szerese. Mivel a kihajlási alakokat a kapcsolat belső lemezein belül kívántuk tartani, és nem az elemekben, a szuperelemek hossza a lineáris kihajlási és merevségi analízishez a keresztmetszet külső méreteinek nagyobbikának 0,5-szörösére van beállítva.
Bár ezeket a változtatásokat eredetileg a zárt szelvényű kapcsolatok javítása érdekében hajtották végre, más típusú kapcsolatoknál is segítettek közelebb kerülni a valós viselkedéshez.
Felmerülhet a kérdés, melyek a főbb következmények? Kétségtelen, hogy a verziók között bizonyos eredményváltozások fognak előfordulni. A kapcsolatok túlnyomó többségénél az eredmények közötti különbségek 1% alatt maradnak.
A nagyobb különbségeket mutató esetek rávilágítanak arra a témára, ahol a gyakorlat ütközik az elmélettel. Ez a téma a nyitott szelvényű profilok csavarási hatásaival függ össze. Több okból kifolyólag ezeket a hatásokat a szerkezeti mérnökök elhanyagolják, és a végeselemes globális analízis alkalmazásokba sem kerültek beépítésre.
Csavarási hatások
Nos, ez nem rakétatudomány, de nem is feltétlenül nyilvánvaló. Tehát hozzunk be egy kis elméletet:
A nyitott keresztmetszet típusától, az elem peremfeltételeitől és a terhelés típusától függően kétféle csavarási viselkedés fordulhat elő, figyelembe véve Vlaszov hipotézisét:
- Tiszta (St.Venant) csavarás
- Vegyes csavarás, amely tiszta csavarás és öblösödési csavarás kombinációjából áll
- a tiszta csavarást a Tt belső erő (tiszta csavarási nyomaték) jellemzi, amelynek eredménye a τt tiszta nyírófeszültség
- az öblösödési csavarást a B (binyomaték) és Tw (öblösödési csavarási nyomaték) belső erők jellemzik, amelyek eredménye a σw öblösödési normálfeszültség (hosszirányú) és a τw öblösödési csavarási nyírófeszültség
Az IDEA StatiCa Connection 21.0-s verziójában az öblösödést a csomópontot a gerenda végével összekötő többpontos kényszerfeltételek korlátozták. Ezeket a kényszerfeltételeket a terhelések modellbe való bevitelére használják. Az új kondenzált szuperelem tovább tolja a kényszerfeltételeket, és az elem képes deformálódni. Ennek eredményeként nagyobb binyomaték keletkezik a kapcsolatban.
Az alábbiakban néhány kapcsolati példát láthat, ahol ezek a változtatások jelentősen eltérő eredményt hoztak:
A gerendacsonk csavarás alatt
Egyoldalú véglemeces gerenda-gerenda kapcsolat
Gerenda-oszlop kapcsolat
Ilyen esetekben, különösen ha verziók közötti eredményeket hasonlít össze, szem előtt kell tartani, hogy a számítási modellek nem azonosak. Az elemek hosszabbak, és a kapcsolat merevsége kisebb. Ezért az eredmények közötti különbségek egyes kapcsolati elemeknél várhatók lehetnek.
Azonban mindig van néhány ellenőrzési lehetőség a helytelen eredmények elkerülése érdekében. A 21-es verziótól kezdve fontosabb, mint valaha, hogy használja az „Egyensúlyi terhelések" funkciót.
Előfordulhat, hogy gyakran szeretné ellenőrizni a régebbi verzióban létrehozott kapcsolati modellt a legújabb verzióban. Ekkor ne felejtse el a Kódbeállításokban a paramétereket az új alapértelmezett értékekre beállítani, hogy ne keverje össze a különböző verziókat.
Ha azonban 100%-ig biztos akar lenni abban, hogy az IDEA StatiCa alkalmazás 21.0-s verziója a lehető legjobb adatokkal dolgozik, akkor a teljes számítási modellt a 21-es verzióban kezdje el felépíteni az alapoktól.
Ha érdekli a 21-es verzióban bevezetett fejlesztések elméleti háttere, szakembereink által alaposan kidolgozott és rendkívül hasznos információkat találhat ebben a tudásbázis-cikkben.