Hegesztés / Hegesztések az IDEA StatiCa-ban

Elméleti háttér

Az elméleti háttérben megtalálható az összes lényeges információ a hegesztési modellről. Az általános rész magát a számítási modellt írja le:

Elméleti háttér: Hegesztett kapcsolatok analízise

Az elméleti háttér egyes részei az egyes támogatott nemzeti szabványokhoz:

• Hegesztések szabványellenőrzése (EN)
• Hegesztések szabványellenőrzése (AISC)
• Hegesztések szabványellenőrzése (CISC)
• Hegesztések szabványellenőrzése (AS)
• Hegesztések szabványellenőrzése (IS)
• Hegesztések szabványellenőrzése (HKG)
• Hegesztések szabványellenőrzése (GB)
• Hegesztések szabványellenőrzése (SP)

A Hogyan modellezi az IDEA StatiCa a hegesztéseket cikkben szemléletes bemutatót talál arról, hogyan alakul a feszültség a terhelés során, valamint tárgyalja a feszültség eloszlását a hosszú hegesztések mentén.

A hegesztéseket és a hegesztett kapcsolatokat blog bejegyzéseinkben is tárgyaljuk: Hegesztett acél kapcsolatok – aggódni vagy sem? és Hegesztési költségek csökkentése fejlett gyártással (ahol a terhelésátvitel kombinációját tárgyaljuk hegesztésen és nyomási kontaktuson keresztül).

Hegesztési méret és hossz

A hegesztés méretének meghatározása régiónként eltérő lehet. Olvassa el a Hegesztési méret és hossz cikket, hogy megtudja, hogyan határozza meg az IDEA StatiCa a hegesztési méretet, vagy ha pontosan tudni szeretné a hegesztés hosszát:

Verifikációk

Támogatási Központunkban számos verifikációs tanulmány található, amelyek különböző hegesztett kapcsolati modellek teljesítményét írják le, valamint laboratóriumi tesztekkel való összehasonlításokat tartalmaznak.

Verifikációs tanulmányok hegesztéseket tartalmazó modellekről

Verziókban megjelent frissítések

Az alábbi funkciók az IDEA StatiCa kiadási megjegyzéseinek részét képezik, és kapcsolódhatnak a hegesztésekhez. Bővebben olvashat a funkciókról a hivatkozások alatti dedikált cikkekben:

Hiányzó hegesztések ellenőrzése (20.1-es verzió)

Egy újabb hasznos eszközt adtunk hozzá, amely automatikusan segít a felhasználónak megtalálni a kapcsolat nem hegesztett részeit: egy segédprogram a kapcsolati modell elemzéséhez a potenciálisan hiányzó hegesztések szempontjából. 

Ajánlott hegesztések importálása (20.1-es verzió)

Kapcsolat CAD szoftverből való importálásakor mostantól lehetőség van ajánlott hegesztések hozzáadására. 

Tompahegesztések modelljének fejlesztése (20.1-es verzió)

A tompahegesztések mérete korrigálva lett az él-felület tompahegesztések esetén. 

Hegesztés-ellenőrzési sajátosságok az Eurocode (EN) és az Indiai Szabvány (IS) szerint (21.1-es verzió)

A szabványoknak való megfelelés és a tervezés biztonsága érdekében a hegesztések szabványellenőrzésénél figyelembe vett szilárdsági értéket mostantól az EN és IS szabványok esetén az alapanyag acél szilárdsági értékéből és magából a hegesztőanyagból számítják.

Hegesztési és kontakt műveletek kombinálása (22.1-es verzió)

A 22.1-es verziótól kezdve a hegesztési és kontakt műveletek kombinálhatók.

Lemez és hegesztés ütközésvizsgálat (22.1-es verzió)

A lemezek és a modell részei elhelyezhetők úgy, hogy ütköznek más lemezekkel és szerkezeti elemekkel. 

Hegesztett keresztmetszetű szerkezeti elemek hegesztéseinek ellenőrzése (23.0-s verzió)

Az IDEA StatiCa mostantól képes ellenőrizni a hegesztett keresztmetszetű szerkezeti elemek hosszirányú hegesztéseit.

Javított hegesztés-ellenőrzési vizualizáció (23.0-s verzió)

A hegesztések végeselem-módszerrel történő ellenőrzése eltér a hagyományos tervezési számításoktól. A hagyományos számításokban kis excentricitások, alakváltozások, csavarások, Poisson-együttható stb. elhanyagolhatók.

Csavarok és hegesztések kialakítási fejlesztései Eurocode szerint (23.0-s verzió)

Az IDEA StatiCa Connection kialakítási ellenőrzése fejlesztésre került. A mérnökök jobb áttekintést kaphatnak a csavarok és hegesztések tervezéséről és szabványellenőrzéséről az ellenőrzési táblázatokban és a Jelentésben megadott részletes információknak és az Eurocode szerinti ajánlásoknak köszönhetően.

Felhasználó által meghatározott hegesztő elektródák (23.1-es verzió)

A hegesztőanyag szerkeszthető elem az MPRL-ben (Anyag- és Termékválaszték Könyvtár). Ez azt jelenti, hogy a hegesztő elektródákat a csatlakoztatott lemezek acélminőségétől függetlenül határozhatja meg.

Felhasználó által meghatározott hegesztőanyag hozzáadásához lépjen az Anyagok fülre, adjon hozzá egy Hegesztés anyagot, és Szerkessze annak tulajdonságait.

Általános hegesztés kiemelése a 3D nézetben (23.1-es verzió)

Egy egyszerű fejlesztés a Connection alkalmazás 3D nézetében a jobb tájékozódás érdekében, különösen a CAD alkalmazásokból BIM-kapcsolatokon keresztül importált nagyobb kapcsolati modellek esetén.

Amikor egy Általános hegesztés vagy kontakt művelet van kiválasztva, a hegesztés a 3D nézetben narancssárgával (alapértelmezés szerint) kiemelésre kerül.

Figyelmeztetés a lemezeknél erősebb elektródákra (23.1-es verzió)

Ha a Kialakítási ellenőrzés aktiválva van a Connection alkalmazás Szabványbeállításaiban, a felhasználók figyelmeztetést kapnak, ha a hegesztő elektróda anyaga erősebb a hegesztett lemezeknél. Ez segít biztosítani a tervezési biztonsági előírások betartását.

Ez az Eurocódexre (EN) és az Indiai szabványra (IS) vonatkozik, amelyek olyan záradékokat tartalmaznak, amelyek meghatározzák, hogy a hegesztési szilárdságot a csatlakoztatott lemezek kisebb végső szilárdsága határozza meg, és előírják, hogy a hegesztő elektródák hozzáadott anyagának erősebbnek kell lennie az alapanyagnál (EN 1993-1-8 – 4.5.3.2 és IS 800:2007 - 10.5.7.1.1).

Figyelmeztetések az azonos lemezeket összekötő hegesztésekre és csavarokra (23.1-es verzió)

A hegesztéseket és csavarokat, illetve csavarokat és előfeszített csavarokat kombináló kapcsolattervezés nem biztonságos, és a szabványok nem engedélyezik. A Connection alkalmazás automatikusan tájékoztatja Önt, ha ilyen munkafolyamatot alkalmaznak egy projektben, hogy biztosítsa a megfelelő, biztonságos tervezést.

Hegesztések automatikus méretezése képlékenységre/teljes szilárdságra/túlszilárdságra (24.0-s verzió)

Az automatikus hegesztésméretezés kiküszöböli az egyes hegesztések fáradságos és időigényes kézi bevitelét és ellenőrzését. Az automatizáló algoritmussal az IDEA StatiCa gyorsabb modellezést és teljesen biztonságos hegesztett kapcsolattervezést biztosít.

Automatikus hegesztésméretezés kapacitásbecsléshez (24.0-s verzió)

Az automatikus hegesztésméretezés megoldja az egyes hegesztésméretek kézi beállításának kihívását, amely egyszerre fáradságos és időigényes. Ennek automatizálásával az IDEA StatiCa jelentősen segít felgyorsítani a tervezési folyamatot, és egységesebb hegesztési terveket eredményez a projektek között.

Részleges kötési behatolású (PJP) horonyhegesztések (24.0-s, 24.1-es, 25.0-s verzió)

A részleges kötési behatolású horonyhegesztések, más néven részleges behatolású tompahegesztések, vagy egyszerűen PJP hegesztések integrálása az IDEA StatiCa Connection-be kielégíti a PJP tompahegesztésekre vonatkozó sajátos követelményeket, amelyek eltérnek a sarokhegesztésekre vonatkozóktól.

A részleges behatolású hegesztés mérete a bevitt értékkel azonos értékkel kerül figyelembevételre az analízisben. Az IDEA StatiCa nem alkalmaz korrekciókat, például a névleges hegesztésméret csökkentését – ez a felhasználó feladata a bevitel előtt.

Hegesztési elemekhez kapcsolódó figyelmeztetések (24.1-es verzió)

Kétféle beágyazott figyelmeztetés létezik:

• „A hegesztés típusa tompahegesztésre változott él-él kapcsolat miatt" (a hegesztés típusának megváltozása modellezési művelet következtében)
• „A hegesztés nem jött létre geometriai korlátok miatt" (olyan helyzeteket lefedve, amikor a geometriai pontatlanságok sikertelen hegesztéslétrehozást okoznak)

Regionális fejlesztések (25.0-s verzió)

A helyi mérnökök számára a 25.0-s verzió számos fejlesztést kínál, mint például PJP hegesztések az Eurocódexben, az új ACI implementálása nemcsak az amerikai mérnökök számára, horgonyzási ellenőrzések a kínai szabvány szerint, az angol és amerikai terminológia megkülönböztetése és még sok más.

Hegesztési terjedési terület (25.0-s verzió)

A hegesztési terjedési terület kissé megváltozott a 25.0-s verzióban. A következő cikkben egyértelműen elmagyarázzák, hogyan működik az erők eloszlása az egyik lemezből a másikba hegesztéseken keresztül.

A hegesztési terjedési terület jelentősen eltér a tompahegesztések és a sarokhegesztések esetén. A lemez élétől a másik lemez felületéig terjedő terjedési terület a következő ábra szerint van meghatározva:

Az éllemezből érkező erő ezután a felületi lemez csomópontjaiba oszlik el a csomópont és a hegesztési terjedési terület közelsége alapján.

Mit jelent a változás a 25.0-s verzióban?

• A terjedési terület csökkent a tompahegesztések esetén
• A sarokhegesztések terjedési területe mostantól pontosabban tükrözi a sarokhegesztés méretét
• A felületi lemez vastagsága mostantól irreleváns a hegesztési terjedési terület szempontjából

Miért történtek a változtatások?

• Nemrégiben egy közös projektet folytattunk a Coimbrai Egyetemmel és az ISISE-vel. A projekt célja numerikus modellek sorozatának létrehozása volt az Abaqus-ban (általános végeselem-szoftvercsomag szilárd végeselemekkel), és az eredmények összehasonlítása az IDEA StatiCa Connection-nel (héj végeselemek). A fókusz a hegesztett gerenda-oszlop nyomatéki kapcsolatokon van. Az összehasonlítás azt mutatja, hogy:
  • A hengerelt oszlopok eredményei, amelyekben nincs jelentős nyomóerő, jó egyezést mutatnak 
  • A tompahegesztett oszlopok eredményei kissé nem konzervatívak (5,8%-kal). Ezért történt ez a változtatás – a tompahegesztések terjedési területének csökkentése.

Körkörös lemez hegesztése (26.0-s verzió)

A körkörös merevítőlemezeket általánosan alkalmazzák vékony gerinclemezerek megerősítésére, de a 26.0-s verzió előtt nem volt lehetséges közvetlenül hegesztéseket definiálni ezekhez a lemezekhez.

Ennek eredményeként a felhasználóknak kerülő megoldásokhoz kellett folyamodniuk, jellemzően a lemez sokszögként való importálásával DXF-ből, ami szükségtelen lépéseket adott hozzá és csökkentette a modellezési hatékonyságot.

Ezzel a frissítéssel a hegesztések mostantól közvetlenül definiálhatók körkörös alakú merevítőlemezekhez. A lemez belső felosztása szegmensekre történik, hasonlóan a körkörös üreges szelvényekhez, biztosítva a pontos analízis viselkedést. A szegmensek száma a globális Projektbeállításokat veszi figyelembe, biztosítva a konzisztenciát a modellben.

Webináriumok és videók

A múltban több webináriumot tartottunk hegesztett kapcsolatok modellezéséről. Az alábbi felvételekben inspirációt találhat:

Hegesztések és csavarok az IDEA StatiCa-ban (AISC)

A webináriumi foglalkozás kitér a csavarok és hegesztések mögötti elméletre, valamint arra, hogyan modellezik ezeket az IDEA StatiCa-ban. Emellett részletezi e két komponens működését és néhány tippet is ad. Végül elmagyarázza az eredmények értelmezését és az AISC követelményeknek való megfelelés ellenőrzéséhez használt képleteket.

A hegesztési eredmények értelmezése Eurocode szerint

A részletes eredménytáblázat az összes képlettel, sőt értékekkel együtt megtekinthető. Irányfeszültségek is rendelkezésre állnak. A hegesztés kihasználtsága egyértelmű. Az összesített kihasználtság Utc azonban a teljes hegesztés kapacitásából kerül kiszámításra. Nézze meg, hogyan működik.

Megtalálható-e az egyezés a hegesztési feszültség és a kézi számítások között?

A hegesztésben lévő feszültség az EC szerint a főirányokban kerül kiszámításra, és az eredmények az eredményfüleken jelennek meg. Bár az IDEA StatiCa Connection analízise CBFEM-en alapul, egyszerű esetekben a feszültség összehasonlítható a kézi számításokkal az eredmények ellenőrzése céljából.

Sarokhegesztések beállítása SHS gerinc és lemezfelület mentén

Az üreges szelvények, és főként azok lekerekített sarkai néha bonyolultak lehetnek a hegesztés szempontjából. Nézze meg, hogyan lehet megfelelően beállítani egy egyszerű sarokhegesztést egy SHS szerkezeti elem mindkét oldalán, a sarkaival együtt, amelyeket egy lemez felületéhez kell csatlakoztatni.