Saldature – progettazione automatica, input, avvisi, visualizzazione

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Elettrodi di saldatura definiti dall'utente

Il materiale di saldatura è un elemento modificabile nella MPRL (Material and Product Range Library). Ciò significa che è possibile definire gli elettrodi di saldatura indipendentemente dal grado di acciaio delle piastre collegate.

Per aggiungere un materiale di saldatura definito dall'utente, andare alla scheda Materiali, aggiungere un materiale di tipo Saldatura e Modificare le relative proprietà.

Inoltre, il fattore di correlazione β_w può essere modificato rispetto al valore predefinito di 0,8 per adeguarsi ai valori richiesti, ad esempio, per l'acciaio inossidabile (β_w = 1,0 per resistenza della saldatura inferiore a 360 MPa).

È quindi possibile assegnare il materiale dell'elettrodo di saldatura tramite una casella combinata per qualsiasi saldatura di qualsiasi operazione. In alternativa, è possibile aggiungere un nuovo materiale di saldatura. 

Le tabelle di verifica e il report sono stati ampliati per contenere sempre le informazioni sugli elettrodi di saldatura e sui relativi parametri.

Progettazione automatica delle saldature a piena resistenza

Questa funzionalità consente agli utenti di ottimizzare la dimensione della saldatura in base alla resistenza della piastra saldata. Ciò riduce i tempi di progettazione e garantisce una dimensione della saldatura sicura per tutte le saldature nel progetto di collegamento.

È possibile eseguire l'algoritmo Progettazione automatica della saldatura a piena resistenza per tutte le saldature del progetto di collegamento contemporaneamente tramite il tasto destro del mouse su Operazioni nel menu ad albero.

Per l'algoritmo, le ipotesi sono che la piastra sia caricata a trazione (condizione più sfavorevole per la progettazione delle saldature) e che la lunghezza della saldatura sia uguale alla lunghezza del bordo della piastra collegata. La resistenza della piastra a trazione è assunta pari alla resistenza della saldatura caricata perpendicolarmente, e da essa viene derivata la dimensione della saldatura. I dati di input sono:

• Spessore della piastra collegata per bordo (o della piastra più sottile nel caso bordo-bordo)
• Tensione di snervamento del materiale della piastra collegata
• Resistenza ultima del materiale di saldatura
• Altri parametri della saldatura (fattori, coefficienti, ad es. β_w)
• Coefficienti parziali di sicurezza per il materiale della piastra
• Coefficienti parziali di sicurezza per il materiale di saldatura

L'arrotondamento del valore dello spessore di gola o del lato del cordone di saldatura può essere impostato in Impostazioni, Pre-progettazione e Dimensione saldatura.

Stima della capacità complessiva di una saldatura

Nella scheda dei risultati per le saldature sono elencati due rapporti di sfruttamento. Il valore U_t (sfruttamento delle tensioni) mostra il valore di sfruttamento dell'elemento finito più sollecitato dell'intera saldatura (valore di picco), mentre il valore Ut_c (sfruttamento della capacità della saldatura) mostra lo sfruttamento dell'intera saldatura e fornisce quindi all'utente informazioni sulla capacità residua della saldatura.

Poiché la distribuzione delle tensioni nelle saldature nei modelli basati sul Metodo degli Elementi Finiti varia in modo incerto in funzione del carico applicato, non è semplice determinare la capacità residua come funzione lineare. Con un incremento del carico applicato, la variazione nella distribuzione delle tensioni nella saldatura può essere molto significativa.

Il calcolo di Ut_c utilizza una funzione di stima basata sull'apprendimento automatico. Grazie all'apprendimento da un vasto numero di modelli di collegamento saldato e diversi scenari di carico, l'algoritmo è in grado di prevedere con precisione la capacità residua della saldatura. Il valore viene visualizzato in Verifica, nella scheda Saldature nella colonna Ut_c.

Questa funzionalità rappresenta il primo utilizzo riuscito dell'intelligenza artificiale e dell'apprendimento automatico per determinare la capacità delle saldature. E la cosa migliore è che l'applicazione è in grado di farlo con una soglia del 10%! Il che può essere considerato un risultato eccellente.

Questa funzionalità è limitata ai progetti in Eurocode.

Saldatura generale evidenziata nella scena 3D

È stato introdotto un semplice miglioramento nella scena 3D dell'applicazione Connection per una migliore orientazione, in particolare nei modelli di collegamento più complessi importati tramite link BIM da applicazioni CAD.

Quando viene selezionata un'operazione di saldatura generale o di contatto, la saldatura nella scena 3D viene evidenziata in arancione (per impostazione predefinita).

Avviso per elettrodi più resistenti delle piastre

Quando il controllo di dettaglio è attivato nel Setup normativo dell'applicazione Connection, gli utenti ricevono un avviso se il materiale dell'elettrodo di saldatura è più resistente delle piastre saldate. Ciò contribuisce a garantire gli standard di sicurezza della progettazione.

Questo si applica all'Eurocode (EN) e alla normativa indiana (IS), che contengono clausole che definiscono che la resistenza della saldatura è determinata dalla minore resistenza ultima delle piastre collegate e requisiti che prevedono che il materiale aggiunto degli elettrodi di saldatura debba essere più resistente del materiale base (EN 1993-1-8 – 4.5.3.2 e IS 800:2007 - 10.5.7.1.1).

Miglioramento del modello FEM per la saldatura di testa

Il modello agli elementi finiti delle saldature di testa è stato aggiornato. Il modello delle saldature di testa è ora simile al modello delle saldature a cordone d'angolo, il che facilita il generatore automatico di entità nella creazione di una saldatura di testa in determinate condizioni, in particolare per i profili cavi.

Visualizzazione migliorata della verifica normativa delle saldature

La verifica delle saldature mediante il Metodo degli Elementi Finiti differisce dai calcoli di progettazione tradizionali. Nei calcoli tradizionali, piccole eccentricità, deformazioni, torsioni e coefficienti di Poisson, ecc., possono essere trascurati.

Le componenti di tensione sono ora visualizzate:

• σ_ꓕ
• τ_ꓕ
• τ_‖

Queste tensioni sono utilizzate in tutte le normative per la valutazione ulteriore delle saldature.

La tensione equivalente è colorata in grigio/verde/arancione/rosso in base al livello di verifica Avviso e Ottimale (modificabile nel Setup normativo) per una maggiore chiarezza.

Questa funzionalità migliorata aiuta gli ingegneri a comprendere le tensioni nei collegamenti saldati.

Disponibile nelle edizioni IDEA StatiCa Steel e IDEA StatiCa Complete.