Globális kihajlás vs. lokális kihajlás. Mit jelent ez?

A tervezési szabvány szerint az első rendű analízis alkalmazható a szerkezetre, ha az alakváltozások által okozott releváns belső erők vagy nyomatékok növekedése, illetve a szerkezeti viselkedés bármely egyéb változása elhanyagolható.

Annak értékeléséhez, hogy ez a növekedés elhanyagolható-e vagy sem, a kritikus kihajlási tényező α_cr használható. A globális kihajlást elhanyagolhatjuk az elemek (beleértve a kapcsolatot is) esetében, ha a kihajlási tényező nagyobb mint 15 (képlékeny tervezés esetén) vagy nagyobb mint 10 (ha a lemezeken a feszültség rugalmas ágon van).

A lokális kihajlás az egyes lemezekre (merevítők, oszlopgerinc) vonatkozik, és a megfelelő határértékű kihajlási tényezőket a tervezési szabványok és kutatási kísérletek alapján határozzák meg. A lokális kihajlás hatásai elhanyagolhatónak tekinthetők, ha a kihajlási tényező:

• ≥ 2 - 4 oldalon megtámasztott lemez esetén
• ≥ 3 - 3 oldalon megtámasztott lemez esetén
• ≥ 4 - 2 oldalon (szomszédos) megtámasztott lemez esetén
• ≥ 15 - 2 oldalon (szemközti) megtámasztott lemez esetén

A videóban különböző kihajlástípusokat láthat, és azt, hogyan kell kezelni ezeket a kihajlási tényezők és kihajlási alakok figyelembevételével.

Az elemzett szerkezeti elemben várható kihajlástípusok átfogóbb magyarázatáért tekintse meg a Lineáris kihajlás-analízis (LBA) témájú cikkünket.

Hogyan értékeljük a kihajlási eredményeket konkrét esetekben?

Mindenekelőtt meg kell határoznunk a rugalmas kritikus kihajlás eléréséhez szükséges minimális erőnövelő tényezőt, α_cr-t, kihajlás-analízis segítségével. Az IDEAStatiCa az eredménytáblázatokban megadja a kihajlási tényezőket, és az egyes tényezőkhöz tartozó kihajlási alakok 3D nézetben is megtekinthetők.

A globális analízis határértéke az EN 1993-1-1:2005 5.2.1. pontjában található.

1. példa

Az első példában a nyomóerőt a csatlakozólemezzel kapcsolt gerendára alkalmazzák.

A geometriailag lineáris számítás eredményei rendelkezésre állnak, és az első tényező 8,76. Az EN 1993-1-1:2005 5.2.1. pontja szerint a határérték 15, mivel ez a csukló kritikus a gerenda stabilitása szempontjából, és a következtetés az, hogy a kapcsolat nem felelt meg a kihajlás-analízisen. Nem is szólva arról, hogy ez az egyoldalas csatlakozólemez veszélyes ebben a merevítési konfigurációban nyomás esetén.

Olvassa tovább itt, hogyan számítható ki egy csomólemez kihajlási teherbírása.

2. példa

Másrészt a kapcsolatokban lévő legtöbb lemez esetén lokális kihajlás léphet fel, és a kritikus kihajlási tényező α_cr maximális értéke, amely alapos elemzést igényel, általában kisebb. Igazolást nyert, hogy merevítők és nyírásban lévő oszloppanel esetén nem szükséges figyelembe venni a kihajlást, ha a kritikus kihajlási tényező nagyobb mint 3.

Meg kell határoznunk az egyes összetevőkre vonatkozó megfelelő határértéket, és döntést kell hoznunk. Ez a példa azt mutatja, hogy az első kihajlási alak egy merevítőé, α_cr = 8,76 >> 3 tényezővel. Ebben a példában ez az első kihajlási alak nem veszélyes.

A kihajlás-analízis elvégzése és az eredmények értékelése során mérnöki ítélőképességre van szükség. A kérdés az, hogy mikor kell a kritikus kihajlási tényező globális vagy lokális határértékeit alkalmazni, és a helyes válaszhoz elengedhetetlen a tervezett szerkezet topológiájának és szerkezeti rendszerének ismerete. Bár az IDEA StatiCa képes megadni a csomópont bármely részének kihajlási alakjait és kritikus tényezőjét, nem végez szabvány szerinti kihajlási szabványellenőrzést.

Ha a kihajlási alakok eredményei negatív értékeket adnak, az nem jelenti azt, hogy a számítás sikertelen volt, vagy az eredmény helytelen. Hogy pontosan mi történik ezekben az esetekben, azt ez a tudásbázis-cikk magyarázza el.

A szerkezeti elem kihajlás-analízis értékelésének egy gyakorlati példáját mutatja be ez a webinárium-videó:

Elméleti háttér

A kihajlás témájának és az IDEA StatiCa megoldásának mélyebb megértéséhez olvassa el az elméleti háttércikkeinkben található alapvető információkat a kihajlás-analízisről. 

IDEA StatiCa Connection - Acél kapcsolatok szerkezeti tervezése 

IDEA StatiCa Member - Szerkezeti elem stabilitása

Oktatóanyagok

Lépésről lépésre haladó oktatóanyagokat készítettünk a modell felállításához és az analízis futtatásához. Az alábbiakban találja a hivatkozásokat:

Kifordulás által érintett acél keresztgerenda szerkezeti tervezése (EN)

Acél keret szerkezeti tervezése és szabványellenőrzése (EN)

Acél kapcsolat kihajlás-analízise (EN)