Tönkremeneteli mód módszer
Ebben a fejezetben a CBFEM által előrejelzett, egysíkú hegesztett lemez körös üreges szelvény T-csomópontjait az FMM-mel ellenőrizzük. A CBFEM-ben a méretezési ellenállást az 5 %-os alakváltozás elérése vagy a 3 % d0 csomóponti deformációnak megfelelő erő korlátozza, ahol d0 a húr átmérője. Az FMM a csúcsterhelési határon vagy a 3 % d0 deformációs határon alapul; lásd Lu et al. (1994). Az EN 1993‑1‑8:2006 szerint tervezett hegesztések nem a csomópont leggyengébb összetevői.
Húr képlékenyedése
A CHS húr homlokfelületének méretezési ellenállása az FMM modell által megadott módszerrel határozható meg a prEN 1993-1-8:2020 9. fejezetében és az ISO/FDIS 14346-ban; lásd 7.3.1. ábra. A tengelyirányban terhelt hegesztett lemez CHS csomópontjának méretezési ellenállása:
T csomópont
Keresztirányú
Hosszirányú
X csomópont
Keresztirányú
Hosszirányú
ahol:
- fy,i – az i szerkezeti elem folyáshatára (i = 0,1,2 vagy 3)
- ti – a CHS i szerkezeti elem falvastagságának vastagsága (i = 0,1,2 vagy 3)
- – a rácsrúd szerkezeti elemek átlagos átmérőjének vagy szélességének aránya a húréhoz képest
- – a rácsrúd szerkezeti elem mélységének aránya a húr átmérőjéhez vagy szélességéhez
- – a húr szélességénekvagy átmérőjének aránya kétszeres falvastagságához
- Qf – húr feszültségi tényező
- Cf – anyagtényező
- – részleges tényező üreges szelvényű rácsostartók csomópontjainak ellenállásához
- Ni,Rd – egy csomópont méretezési ellenállása az i szerkezeti elemben ébredő belső tengelyirányú erő alapján (i = 0,1,2 vagy 3)

Érvényességi tartomány
A CBFEM-et hegesztett körös üreges szelvények tipikus csomópontjaira ellenőrizték. Ezen csomópontok érvényességi tartományát a prEN 1993-1-8:2020 7.8. táblázata határozza meg; lásd 7.3.1. táblázat. Ugyanez az érvényességi tartomány vonatkozik a CBFEM modellre is. Az FMM érvényességi tartományán kívül kísérletet kell készíteni az érvényesítéshez, vagy ellenőrzést kell végezni egy validált kutatási modell szerinti ellenőrzéshez.
7.3.1. táblázat A tönkremeneteli módok módszerének érvényességi tartománya
| Általános | |||
| Húr | Nyomás | 1. vagy 2. osztály és (de X csomópontoknál: ) |
| Húzás | (de X csomópontoknál: ) | |
| Keresztirányú lemez | ||
| Hosszirányú lemez |
Érvényesítés
Ebben a fejezetben a CBFEM-et a prEN 1993-1-8:2020-ban leírt lemez CHS T-csomópontjainak FMM modelljeivel érvényesítik. A modelleket a 7.3.2–7.3.3. táblázatokban szereplő mechanikai kísérletek adataival hasonlítják össze, a deformációs határon alapuló ellenállással. A numerikus vizsgálatok anyag- és geometriai tulajdonságait (Voth A.P. és Packer A.J., 2010) írja le. Az érvényességi tartományon kívüli kísérleteket a táblázatokban csillag * jelöli, a grafikonon pedig feltüntetésre kerülnek a határfeltételek minőségének bemutatása céljából.
7.3.2. táblázat Keresztirányú T-csomópont kísérletek és FMM modellek kapcsolatainak geometriai tulajdonságai, anyagtulajdonságai és ellenállásai
| ID | Hivatkozás | d0[mm] | t0[mm] | h1[mm] | h1/d0[-] | d0/t0[-] | fy0[MPa] |
| TPT 1 | Washio et al. (1970) | 165,2 | 5,2 | 115,6 | 0,7 | 31,8 | 308,0 |
| TPT 2 | Washio et al. (1970) | 165,2 | 5,2 | 148,7 | 0,9 | 31,8 | 308,0 |
| TPT 3 | Washio et al. (1970) | 139,8 | 3,5 | 125,8 | 0,9 | 39,9 | 343,0 |
| TPT 4 | Voth et al. (2012) | 219,2 | 4,5 | 100,3 | 0,5 | 48,8 | 388,8 |
| ID | Nu,exp[kN] | Ág típusa | Nu,exp/(t02·fy0) | N1,prEN/(t02·fy0) | Nu,exp/N1,prEN |
| TPT 1 | 169,4 | Nyomás | 20,34 | 16,25 | 1,25 |
| TPT 2 | 250,5 | Nyomás | 30,08 | 22,58 | 1,33 |
| TPT 3 | 184,8 | Nyomás | 43,98 | 24,45 | 1,80 |
| TPT 4 | 282,5 | Húzás | 36,04 | 12,45 | 2,89 |
7.3.3. táblázat Hosszirányú T-csomópont kísérletek és FMM modellek kapcsolatainak geometriai tulajdonságai, anyagtulajdonságai és ellenállásai
| ID | Hivatkozás | d0[mm] | t0[mm] | h1[mm] | h1/d0[-] | d0/t0[-] | fy0[MPa] |
| TPL 1 | Washio et al. (1970) | 165,2 | 5,2 | 165,2 | 1,0 | 31,8 | 308,0 |
| TPL 2 | Washio et al. (1970) | 165,2 | 5,2 | 330,4 | 2,0 | 31,8 | 308,0 |
| *TPL 3 | Voth et al. (2012) | 219,2 | 4,5 | 99,9 | 0,5 | 48,8 | 388,8 |
| ID | Nu,exp[kN] | Ág típusa | Nu,exp/(t02·fy0) | N1,prEN/(t02·fy0) | Nu,exp/N1,prEN |
| TPL 1 | 107,6 | Nyomás | 12,92 | 10,36 | 1,25 |
| TPL 2 | 127,4 | Nyomás | 15,30 | 13,32 | 1,15 |
| *TPL 3 | 160,6 | Húzás | 20,49 | 8,75 | 2,34 |


A 7.3.2. és 7.3.3. ábrán bemutatottérvényesítés azt mutatja, hogy a kísérletektől való eltérések legalább 15 % általánosan a biztonságos oldalon vannak. Az érvényességi tartományon kívüli kísérletek szerepelnek és meg vannak jelölve. Az eredmények a választott határfeltételek jó minőségét jelzik.
Egysíkú lemez T-csomópont
A tanulmányban vizsgált példák áttekintése a 7.3.4. táblázatban található. A kiválasztott esetek a csomópont geometriai arányainak széles tartományát fedik le. A csomópontok geometriája méretekkel a 7.3.4. ábrán látható. A lemez vastagsága ebben a tanulmányban minden esetben 15 mm.
7.3.4. táblázat Példák áttekintése



Ellenőrzés
Az FMM ellenállási és méretezési tönkremeneteli módjának eredményeit a CBFEM eredményeivel hasonlítják össze a 7.3.5. táblázatban és a 7.3.5. ábrán.
7.3.5. táblázat Az ellenállások CBFEM általi előrejelzésének ellenőrzése az FMM alapján a) keresztirányú elrendezés b) hosszirányú elrendezés


A tanulmány jó egyezést mutat az alkalmazott teheresetekre. Az eredményeket a CBFEM és az FMM méretezési ellenállásait összehasonlító diagramokban foglalják össze; lásd 7.3.5. ábra. Az eredmények azt mutatják, hogy a két számítási módszer közötti különbség minden esetben kevesebb mint 7 %.




Referenciapélda
Bemeneti adatok
Húr
- S355 acél
- CHS219.1/5,0 szelvény
Rácsrúd
- S355 acél
- 95/15 mm-es lemez
- A rácsrúd és a húr közötti szög 90° (keresztirányú)
Hegesztés
- Tompahegesztés a rácsrúd körül
Terhelés
- Nyomóerővel a rácsrúdon
Hálóméret
- 64 elem a körös üreges szerkezeti elem felülete mentén
Kimeneti adatok
- A nyomási méretezési ellenállás NRd = 45,2 kN
- A méretezési tönkremeneteli mód az átszúródási nyírás

