Solver CBFEM actualizat

Solverul de calcul este inima CBFEM. 

Îmbunătățim și rafinăm în mod constant această metodă numerică. În versiunea 21, am finalizat mai mulți ani de dezvoltare în domeniul neliniarității geometrice și al deformațiilor mari, inclusiv al imperfecțiunilor inițiale (GMNIA). Aceasta ne-a permis să trecem aplicația Member din versiunea beta în versiunea live.

Oriunde verificările elementelor în programul lor de calcul 3D FEA nu sunt suficiente pentru utilizatorii noștri, Member le este acum disponibil. Elementele sunt modelate complet, inclusiv îmbinările de capăt, ceea ce este benefic pentru proiectant și îl eliberează de necesitatea de a estima efectele îmbinărilor de capăt asupra capacității portante și a pierderii stabilității. Member poate gestiona influența elementelor de rigidizare transversale și longitudinale, a golurilor, a modificărilor înălțimii secțiunii transversale, dar și influența elementelor secundare conectate. Efectul torsiunii și al încovoierii neuniforme nu reprezintă o problemă pentru această metodă.

În același timp, metoda GMNIA servește în mod semnificativ la rafinarea modelelor de îmbinare în aplicația Connection. Aceasta este utilizată acum în toate îmbinările cu secțiuni transversale tubulare – țevi circulare și rectangulare. Conform standardelor, îmbinările de țevi sunt verificate conform formulelor empirice, a căror valabilitate este limitată la anumite condiții geometrice. Conformitatea acestor formule cu realitatea este destul de discutabilă, în special la limitele intervalelor de valabilitate. Metoda GMNIA îmbunătățită prezintă o conformitate foarte bună cu formulele din standarde, în special în părțile centrale ale intervalelor de valabilitate. În cele marginale, a fost validată temeinic față de modele matematice superioare (ABAQUS) și experimente fizice.

Orice modificare a modelului numeric aduce în mod necesar o schimbare a rezultatelor. Acest lucru se reflectă și în versiunea 21, iar în marea majoritate a cazurilor, diferența se încadrează în unități procentuale.

Mai mult, îmbunătățirea modelului se manifestă și printr-o accelerare semnificativă a calculului, în intervalul de până la 30%.

Lansat în IDEA StatiCa versiunea 21.0.

Solver GMNIA

Solverul utilizat pentru îmbinările cu secțiuni tubulare în IDEA StatiCa Connection și, de asemenea, pentru GMNIA în IDEA StatiCa Member a fost îmbunătățit. Acum, conține o formulare neliniară nu numai a elementelor de tip coajă (care era deja prezentă în versiunile anterioare), ci și a legăturilor și constrângerilor utilizate în componente, cum ar fi șuruburile sau sudurile.

Modelul îmbinării este îmbunătățit semnificativ prin inserarea unui superelement condensat. Acest element este adăugat în spatele capătului elementului și are aceleași proprietăți ca modelul elastic de coajă al elementului. Este un singur element, dar permite dezvoltarea oricărei deformații elastice și tensiuni la capetele elementului. Din acest motiv, partea elementului formată din elemente de coajă poate fi mai scurtă și totuși îmbunătățește comportamentul modelului.

Un superelement condensat a fost adăugat la capetele elementelor

Aceasta permite scurtarea părții modelului în care sunt utilizate elementele de coajă și totuși crește precizia modelului. Rezultatul este un număr mai mic de elemente în model, ceea ce conduce la un timp de calcul mai rapid și la o vizualizare mai bună a rezultatelor.

Deformațiile secțiunii transversale la capătul modelului de coajă

Acesta este principalul motiv pentru care s-a efectuat modificarea. Secțiunea transversală se poate deforma la capetele unui model format din elemente de coajă. Îmbinările secțiunilor tubulare necesită elemente relativ lungi – de până la 10 ori diametrul secțiunii transversale. Prin introducerea superelementului condensat în spatele părții modelului formate din elemente de coajă, calculul este mult mai rapid cu aceeași precizie.

Lansat în IDEA StatiCa versiunea 21.0.

Rezistența la încovoiere a cojii redusă pentru secțiunile tubulare (imperfecțiuni)

Rezistențele la încărcare ale îmbinărilor cu secțiuni tubulare din coduri sunt determinate prin Metoda Modului de Cedare, care utilizează modele de ajustare a curbelor determinate din experimente și modele numerice avansate. Structura reală conține imperfecțiuni inițiale și tensiuni reziduale, care nu sunt capturate de modelele de coajă din IDEA StatiCa Connection. Pentru a obține o conformitate mai strânsă cu rezultatele codurilor, influența tensiunilor reziduale și a imperfecțiunilor inițiale a fost introdusă în modelele IDEA StatiCa prin reducerea rezistenței la încovoiere a cojilor secțiunilor tubulare cu un raport D/(2t) ridicat.

Aceste modificări combinate ne-au permis să obținem o conformitate strânsă cu rezultatele Metodei Modului de Cedare conținute în codurile de proiectare.

Lansat în IDEA StatiCa versiunea 21.0.

Calcul pas cu pas pentru GMNIA în Member

Parametrul Număr de pași de încărcare pentru analiza GMNIA a fost adăugat în Setările proiectului din Member pentru a îmbunătăți stabilitatea și siguranța în calculele neliniare ale elementelor. Încărcarea totală este împărțită în pași incrementali (implicit 10), reducând riscul ca solverul să conveargă către o ramură stabilă neintenționate a curbei încărcare–deformație. Această abordare pas cu pas asigură o progresie mai lină a încărcării, o urmărire mai precisă a echilibrului și o predicție mai sigură a rezistenței ultime în analizele geometric și material neliniare.

Lansat în IDEA StatiCa versiunea 25.1.