CBFEM solver aggiornato

Il solver computazionale è il cuore del CBFEM. 

Stiamo costantemente migliorando e perfezionando questo metodo numerico. Nella versione 21, abbiamo completato diversi anni di sviluppo nell'area della nonlinearità geometrica e delle grandi deformazioni, incluse le imperfezioni iniziali (GMNIA). Ciò ci ha permesso di portare l'applicazione Member dalla fase beta a quella definitiva.

Ovunque le verifiche degli elementi nei programmi FEA 3D non siano sufficienti per i nostri utenti, Member è ora disponibile. Gli elementi sono ora completamente modellati, inclusi i collegamenti d'estremità, il che è vantaggioso per il progettista e lo libera dalla necessità di stimare gli effetti dei collegamenti d'estremità sulla capacità portante e sulla perdita di stabilità. Member è in grado di gestire l'influenza degli irrigidimenti trasversali e longitudinali, delle aperture, delle variazioni dell'altezza della sezione trasversale, ma anche dell'influenza degli elementi secondari collegati. L'effetto della torsione e dell'ingobbamento non rappresenta un problema per questo metodo.

Allo stesso tempo, il metodo GMNIA contribuisce in modo significativo a perfezionare i modelli di collegamento nell'app Connection. Viene ora utilizzato in tutti i collegamenti di sezioni trasversali cave – tubi circolari e rettangolari. Secondo le normative, i giunti di tubi vengono verificati secondo formule empiriche, la cui validità è limitata a determinate condizioni geometriche. La conformità di queste formule con la realtà è piuttosto discutibile, specialmente ai margini degli intervalli di validità. Il metodo GMNIA migliorato mostra una buona conformità con le formule normative, specialmente nelle parti centrali degli intervalli di validità. In quelle marginali, è stato accuratamente validato rispetto a modelli matematici avanzati (ABAQUS) e a esperimenti fisici.

Ogni modifica al modello numerico comporta necessariamente una variazione dei risultati. Ciò si riflette anche nella versione 21, e nella grande maggioranza dei casi la differenza è nell'ordine di unità percentuali.

Inoltre, il miglioramento del modello si manifesta anche in una significativa accelerazione del calcolo, nell'ordine fino al 30%.

Rilasciato in IDEA StatiCa versione 21.0.

Solver GMNIA

Il solver utilizzato per i giunti di sezioni cave in IDEA StatiCa Connection e anche per GMNIA in IDEA StatiCa Member è stato migliorato. Ora contiene una formulazione nonlineare non solo degli elementi shell (già presente nelle versioni precedenti), ma anche dei link e dei vincoli utilizzati nei componenti, come bulloni o saldature.

Il modello del collegamento è notevolmente migliorato dall'inserimento di un superelemento condensato. Questo elemento viene aggiunto oltre l'estremità dell'elemento e ha le stesse proprietà del modello shell elastico dell'elemento. È un solo elemento, ma consente lo sviluppo di qualsiasi deformazione elastica e tensione nelle estremità dell'elemento. Per questo motivo, la parte dell'elemento costituita da elementi shell può essere più corta e migliorare comunque il comportamento del modello.

Un superelemento condensato è stato aggiunto alle estremità degli elementi

Ciò consente di ridurre la parte del modello in cui vengono utilizzati gli elementi shell, aumentando comunque la precisione del modello. Il risultato è un numero inferiore di elementi nel modello, con conseguente riduzione dei tempi di calcolo e migliore visualizzazione dei risultati.

Deformazioni della sezione trasversale all'estremità del modello shell

Questa è la ragione principale per cui è stata apportata la modifica. La sezione trasversale può deformarsi alle estremità di un modello costituito da elementi shell. I giunti di sezioni cave richiedono elementi relativamente lunghi – fino a 10 volte il diametro della sezione trasversale. Introducendo il superelemento condensato oltre la parte del modello costituita da elementi shell, il calcolo è molto più rapido con la stessa precisione.

Rilasciato in IDEA StatiCa versione 21.0.

Resistenza a flessione degli shell ridotta per le sezioni cave (imperfezioni)

Le resistenze di carico dei giunti di sezioni cave nelle normative sono determinate dal Metodo dei Modi di Rottura, che utilizza modelli di curve fitting determinati da esperimenti e modelli numerici avanzati. La struttura reale contiene imperfezioni iniziali e tensioni residue, che non vengono catturate dai modelli shell in IDEA StatiCa Connection. Per ottenere una maggiore conformità con i risultati delle normative, l'influenza delle tensioni residue e delle imperfezioni iniziali è stata introdotta nei modelli IDEA StatiCa riducendo la resistenza a flessione degli shell delle sezioni cave con un elevato rapporto D/(2t).

Queste modifiche combinate ci hanno permesso di raggiungere una stretta conformità con i risultati del Metodo dei Modi di Rottura contenuto nei codici di progettazione.

Rilasciato in IDEA StatiCa versione 21.0.

Calcolo a passi per GMNIA in Member

Il parametro Numero di passi di carico per l'analisi GMNIA è stato aggiunto alle Impostazioni di progetto in Member per migliorare la stabilità e la sicurezza nei calcoli nonlineari degli elementi. Il carico totale è suddiviso in passi incrementali (10 per impostazione predefinita), riducendo il rischio che il solver converga verso un ramo stabile non intenzionale della curva carico-deformazione. Questo approccio a passi garantisce una progressione del carico più regolare, un tracciamento dell'equilibrio più accurato e una previsione più sicura della resistenza ultima nelle analisi geometricamente e materialmente nonlineari.

Rilasciato in IDEA StatiCa versione 25.1.