แบบจำลองวัสดุการเชื่อมต่อโครงสร้างเหล็ก

แผนภาพวัสดุที่ใช้กันทั่วไปในการสร้างแบบจำลอง Finite Element ของเหล็กโครงสร้าง ได้แก่ แบบจำลองพลาสติกอุดมคติหรือแบบยืดหยุ่นที่มีการแข็งตัวจากความเครียด และแผนภาพความเค้น-ความเครียดจริง แผนภาพความเค้น-ความเครียดจริงคำนวณจากคุณสมบัติวัสดุของเหล็กอ่อนที่อุณหภูมิแวดล้อมที่ได้จากการทดสอบแรงดึง ความเค้นและความเครียดจริงสามารถหาได้ดังนี้:

\[ \sigma_{true}=\sigma (1 + \varepsilon) \]

\[ \varepsilon_{true}=\ln (1 + \varepsilon) \]

โดยที่ σ_true คือความเค้นจริง ε_true คือความเครียดจริง σ คือความเค้นทางวิศวกรรม และ ε คือความเครียดทางวิศวกรรม

แผ่นเหล็กใน IDEA StatiCa Connection ถูกสร้างแบบจำลองด้วยวัสดุยืดหยุ่น-พลาสติก โดยมีความชันของที่ราบครากตามชื่อตาม EN1993-1-5 ข้อ C.6 (2) คือ tan^-1 (E/1000) พฤติกรรมของวัสดุอ้างอิงตามเกณฑ์การครากของ von Mises โดยสมมติว่าวัสดุมีพฤติกรรมยืดหยุ่นก่อนถึงกำลังครากการออกแบบ f_yd

เกณฑ์สภาวะขีดจำกัดสูงสุดสำหรับบริเวณที่ไม่เสี่ยงต่อการโก่งเดาะคือการถึงค่าขีดจำกัดของความเครียดหลักในระนาบ ค่าที่แนะนำคือ 5 % (เช่น EN1993-1-5 ภาคผนวก C ข้อ C.8 หมายเหตุ 1)

แผนภาพวัสดุของเหล็กในแบบจำลองเชิงตัวเลข

ค่าขีดจำกัดของความเครียดพลาสติกมักเป็นประเด็นที่ถกเถียงกัน ในความเป็นจริง แรงกระทำสูงสุดมีความไวต่อค่าขีดจำกัดของความเครียดพลาสติกต่ำ เมื่อใช้แบบจำลองพลาสติกอุดมคติ ดังแสดงในตัวอย่างต่อไปนี้ของจุดต่อคานกับเสา คานหน้าตัดเปิด IPE 180 เชื่อมต่อกับเสาหน้าตัดเปิด HEB 300 และรับโมเมนต์ดัด อิทธิพลของค่าขีดจำกัดของความเครียดพลาสติกต่อความต้านทานของคานแสดงในรูปต่อไปนี้ ความเครียดพลาสติกขีดจำกัดเปลี่ยนแปลงจาก 2 % ถึง 8 % แต่การเปลี่ยนแปลงของความต้านทานโมเมนต์น้อยกว่า 4 %

ตัวอย่างการทำนายสภาวะขีดจำกัดสูงสุดของจุดต่อคานกับเสา

อิทธิพลของค่าขีดจำกัดของความเครียดพลาสติกต่อความต้านทานโมเมนต์