การเชื่อมต่อโครงสร้างเหล็กของชิ้นส่วนหน้าตัดกลวง

จุดต่อของชิ้นส่วนหน้าตัดกลวงอาจเกิดการเสียรูปอย่างมีนัยสำคัญในขณะที่ยังสามารถรับแรงที่สูงกว่าได้ ในทางกลับกัน แผ่นเหล็กอาจเกิดการโก่งเดาะในช่วงอินอีลาสติก ซึ่งเพื่อวัตถุประสงค์นี้จึงได้นำการวิเคราะห์แบบไม่เชิงเส้นทางเรขาคณิตและวัสดุมาใช้

การเสียรูปนอกระนาบ

หนึ่งในเกณฑ์สำหรับสภาวะขีดจำกัดสูงสุดของจุดต่อหน้าตัดกลวงคือการเสียรูปนอกระนาบของหน้าตัดกลวง การตรวจสอบนี้มีให้ใช้งานในซอฟต์แวร์ (ใน Code Setup ในชื่อ Local deformation check สำหรับชิ้นส่วนรับแรงกลวงจะเปิดใช้งานโดยค่าเริ่มต้น) และได้รับการยอมรับโดย CIDECT design guides ขีดจำกัดคือ 3% ของขนาดที่เล็กกว่าของหน้าตัด (0.03 d₀ สำหรับ CHS และ 0.03 b₀ สำหรับ RHS) สำหรับสภาวะขีดจำกัดสูงสุด และ 1% สำหรับสภาวะขีดจำกัดการใช้งาน

คำนิยามของขนาดหน้าตัดสำหรับหน้าตัดกลมกลวง (CHS) และหน้าตัดสี่เหลี่ยมกลวง (RHS)

แผนภาพแรง-การเสียรูปทั่วไปสำหรับจุดต่อหน้าตัดกลวง เส้นโค้งสีแดงแสดงชิ้นส่วนผนังบางที่รับแรงอัด เส้นโค้งสีเขียวแสดงชิ้นส่วนทั่วไปที่รับแรงอัด เส้นโค้งสีน้ำเงินแสดงตัวอย่างเช่น X-joint ที่รับแรงดึง

การวิเคราะห์แบบไม่เชิงเส้นทางเรขาคณิตและวัสดุ (GMNA)

ในกรณีของจุดต่อหน้าตัดกลวงบางประเภท โดยเฉพาะที่มีอัตราส่วนเส้นผ่านศูนย์กลางต่อความหนาสูง การวิเคราะห์เชิงเส้นทางเรขาคณิตอาจไม่สามารถจำลองพฤติกรรมของจุดต่อได้อย่างแม่นยำเพียงพอ และความต้านทานแรงอาจถูกประเมินต่ำหรือสูงเกินไป จึงแนะนำให้ใช้การวิเคราะห์แบบไม่เชิงเส้นทางเรขาคณิตและวัสดุขั้นสูงสำหรับจุดต่อหน้าตัดกลวง แม้ว่าเวลาในการคำนวณจะสูงขึ้นเล็กน้อย หากเลือกการวิเคราะห์ GMNA สำหรับหน้าตัดกลวงใน Code setup จะใช้ GMNA แทนการวิเคราะห์แบบไม่เชิงเส้นทางวัสดุและเชิงเส้นทางเรขาคณิต (MNA ซึ่งใช้เป็นมาตรฐานใน IDEA Statica Connection) สำหรับแบบจำลองที่มีชิ้นส่วนหน้าตัดกลวงเป็นชิ้นส่วนรับแรง

หมายเหตุ: หากชิ้นส่วนรับแรงไม่ใช่หน้าตัดกลวง ตัวแก้ GMNA จะถูกปิดใช้งานสำหรับการวิเคราะห์แบบจำลองการเชื่อมต่อทั้งหมด โดยไม่คำนึงถึงการตั้งค่าใน code setup (GMNA เปิดหรือปิด)

หน้าตัดเสียรูปที่ปลายของแบบจำลอง Shell

หน้าตัดอาจเสียรูปที่ปลายของแบบจำลองที่ประกอบด้วย Shell element จุดต่อของหน้าตัดกลวงต้องการชิ้นส่วนที่ยาวพอสมควร – สูงสุดถึง 10 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางหน้าตัด Condensed superelement จะถูกวางไว้ด้านหลังส่วนของแบบจำลองที่ประกอบด้วย Shell element ซึ่งช่วยให้การคำนวณเร็วขึ้นโดยมีความแม่นยำเท่ากับแบบจำลองเต็มที่ประกอบด้วย Shell element Condensed superelement มีเฉพาะคุณสมบัติวัสดุแบบอีลาสติก ซึ่งหมายความว่าความเครียดพลาสติกจากรูปแบบการวิบัติที่ตรวจสอบไม่ควรถึงปลายของแบบจำลอง Shell element ด้วยเหตุนี้ แบบจำลอง Shell จึงครอบคลุมระยะ 1.25 เท่าของความสูงหน้าตัด (แก้ไขได้ใน Code setup) ต่อจากการดำเนินการผลิตสุดท้ายโดยค่าเริ่มต้น  

ความต้านทานการดัดของ Shell ลดลงสำหรับหน้าตัดกลวง (ความไม่สมบูรณ์)

ความต้านทานแรงของจุดต่อหน้าตัดกลวงในมาตรฐานถูกกำหนดโดยวิธี Failure Mode Method ซึ่งใช้แบบจำลอง curve-fitting ที่ได้จากการทดลองและแบบจำลองเชิงตัวเลขขั้นสูง โครงสร้างจริงมีความไม่สมบูรณ์เริ่มต้นและความเค้นตกค้าง ซึ่งไม่ได้ถูกจำลองโดยแบบจำลอง Shell ใน IDEA StatiCa Connection เพื่อให้ผลลัพธ์สอดคล้องกับมาตรฐานมากขึ้น อิทธิพลของความเค้นตกค้างและความไม่สมบูรณ์เริ่มต้นจะถูกจำลองโดยการลดความต้านทานการดัดของ Shell ของหน้าตัดกลวงที่มีอัตราส่วน D/(2t) สูง