Para obter resultados relevantes sobre a escolha da abordagem de modelação selecionada, pode ser útil gerar primeiro uma estrutura que possa ser comparada com os métodos clássicos.
Num artigo anterior , a resistência de cálculo de uma ligação de chapa de extremidade rígida foi calculada com a fórmula de acordo com EN 1993-1-8 [1]. Neste exemplo, a resistência de cálculo da chapa de extremidade deve ser carregada através de uma abordagem de modelação MEF com a resistência de cálculo determinada de 324,95 kNm.
Modelo de superfície
A viga HEB 400 foi introduzida com um comprimento de 500 mm e dividida em superfícies. Assumindo que a chapa de extremidade tem um comportamento rígido sob a cabeça dos parafusos sólidos, foi gerada uma superfície rígida com um diâmetro de anilha de 44 mm. Para simular a elasticidade dos parafusos sob tensão de tração, foram definidos um diâmetro de 24 mm e um comprimento de 29 mm (= espessura da chapa de extremidade + espessura da anilha). Para garantir que a carga é introduzida de forma igual na viga, foi utilizada uma chapa de extremidade rígida no local de aplicação da carga.
um apoio rígido no eixo z da chapa de extremidade pode levar a problemas de convergência, foi assumida uma fundação elástica de superfície com 2 ∙ 108 kN/m³ e em locais onde não pode ocorrer deformação devido às condições de simetria das ligação de viga ou onde são esperadas forças de contacto elevadas, foi dimensionado adicionalmente um apoio em linha. Ambos os apoios devem entrar em rotura no caso de reação de apoio positiva. Durante o dimensionamento da norma EN 1993-1-8 [1] , foi selecionado o modelo de material "Isotrópico plástico 2D/3D" com um critério de cedência 23,5 kN/cm². Assim que o critério de cedência é alcançado no elemento de EF, este não consegue absorver mais forças e ocorre uma redistribuição das tensões.
Resultados
O critério de rotura "Rotura de parafuso com fluência do banzo" do cálculo manual pode ser validado.
Se utilizar o modelo de material não linear "Isotrópico plástico 2D/3D", a área dos elementos no estado plástico tem de ser avaliada. Tem de ser considerado que os elementos no estado plástico correspondem ao dano restante. O modelo MEF apresenta zonas plásticas demasiado grandes. Isto significa que a ligação está sobrecarregada quando é considerada através do modelo de superfície. A força de tração dos parafusos determinada com 279 e 288 kN também excede a força de tração limite permitida.
Áreas plásticas de tamanho semelhante foram determinadas com modelação adicional, onde a viga, a chapa de extremidade, os parafusos e as soldaduras foram representados com sólidos e a introdução de força da viga para a chapa de extremidade ocorre através das soldaduras (=superfície de carga maior).
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