Idea Statica
  • Ocel
  • Beton
  • BIM & pracovní postupy
  • Ceník
  • O společnosti
  • Přehled oceli
  • Návrh přípojů
  • Návrh ocelových prvků
  • Parametrický návrh
  • Ocelové případové studie
  • Přehled betonu
  • Stěny a D-oblasti
  • Kotvení do železobetonu
  • Průřezy a prvky
  • Betonové případové studie
  • BIM přehled
  • Podporované integrace
  • Checkbot
  • Viewer
  • API
  • Centrum podpory
  • Online kurzy a certifikace
  • Blog
  • Stahování a licence
  • Plány
  • Bezplatný komunitní nástroj
  • Enterprise licence
  • Studenti a univerzity
  • Spočítejte si úspory
  • O nás
  • Kontakty
  • Výzkum & vývoj
  • Distributoři
  • Poznejte naše zákazníky
  • Kariéra
  • Ocel
    Přehled oceliNávrh přípojůNávrh ocelových prvkůParametrický návrhOcelové případové studie
  • Beton
    Přehled betonuStěny a D-oblastiKotvení do železobetonuPrůřezy a prvkyBetonové případové studie
  • BIM & pracovní postupy
    BIM přehledPodporované integraceCheckbotViewerAPI
  • Centrum podporyOnline kurzy a certifikaceBlogStahování a licence
  • Ceník
    PlányBezplatný komunitní nástrojEnterprise licenceStudenti a univerzitySpočítejte si úspory
  • O společnosti
    O násKontaktyVýzkum & vývojDistributořiPoznejte naše zákazníkyKariéra
14denní zkušební verze
14denní zkušební verze

Přihlaste se k odběru našeho newsletteru

Společnost

  • O nás
  • Partneři
  • Kariéra
  • Patent

Zdroje

  • Zákaznické projekty
  • Případové studie
  • Connection Library
  • Odborné publikace

Práva

  • EULA
  • Zásady soukromí
  • Smluvní podmínky Viewer
  • Licencování

Pomoc

  • Kontakt
  • Cenová nabídka
  • Distributoři
  • Ke stažení
FacebookInstagramLinkedInYouTube

© IDEA StatiCa 2009-2026

Důvěryhodný a používaný po celém světě inženýry, výrobci a konzultanty.

Centrum podporyOvěřovací příkladyÚnava – Koutové svary průřezu I
Únava – Koutové svary průřezu I
SteelConnection designVerificationsConnectionAISC (USA)

Únava – Koutové svary průřezu I

Tento článek je také dostupný v
ENCZDEESFRITPTNLHUROKRPLTHTRVIZH

Tento ověřovací příklad ukazuje základy analýzy únavy v aplikaci IDEA StatiCa Connection. Je zkoumán detail plně provařených tupých svarů mezi průřezy I.

Popis

Dva nosníky průřezu IPE 200 z oceli třídy S355 jsou vzájemně svařeny příčnými plně provařenými tupými svary. Nosníky v místě zkoumaného detailu jsou zatíženy ohybovým momentem a normálovým napětím:


Normálová síla N [kN]Ohybový moment My [kNm]
Minimum10010
Maximum30030
Únava - zatížení

Stanovení nominálního napětí

Součinitel spolehlivosti γMf\gamma_{Mf}γMf​ je vybrán z Tabulky 3.1 (EN 1993-1-9). Pro tento příklad předpokládejme  γMf=1.15\gamma_{Mf} = 1.15γMf​=1.15.

Metoda posouzeníDůsledek poruchy 

Nízký důsledek Vysoký důsledek
Tolerantní k poškození11.15
Bezpečná životnost 1.151.35

Analytická metoda

Nominální napětí je stanoveno jednoduchým vzorcem:

σ=NA+MyWy\sigma = \frac{N}{A} + \frac{M_y}{W_y}σ=AN​+Wy​My​​

Pro minimální normálové napětí platí:

σmin=100⋅1032850+10⋅106194000=86.6 MPa\sigma_{min} = \frac{100 \cdot 10^3}{2850} + \frac{10 \cdot 10^6}{194000} = 86.6 \, \textrm{MPa}σmin​=2850100⋅103​+19400010⋅106​=86.6MPa

Pro maximální normálové napětí platí:

σmax=300⋅1032850+30⋅106194000=259.9 MPa\sigma_{max} = \frac{300 \cdot 10^3}{2850} + \frac{30 \cdot 10^6}{194000} = 259.9 \, \textrm{MPa}σmax​=2850300⋅103​+19400030⋅106​=259.9MPa

Rozkmit napětí je:

σmax−σmin=259.9−86.6=173.3 MPa\sigma_{max} - \sigma_{min} = 259.9 - 86.6 = 173.3 \, \textrm{MPa}σmax​−σmin​=259.9−86.6=173.3MPa

Smykové napětí není přítomno. Součinitel koncentrace napětí kf je vybrán pro příslušný detail. Pro plně provařené tupé svary přes celý průřez zatížené normálovou silou je součinitel koncentrace napětí kf = 1,0.

ΔσR=γMf⋅kf⋅(σmax−σmin)=1.15⋅1.0⋅173.3=199.3 MPa\Delta \sigma_R = \gamma_{Mf} \cdot k_f \cdot (\sigma_{max} - \sigma_{min}) = 1.15 \cdot 1.0 \cdot 173.3 = 199.3\,\textrm{MPa}ΔσR​=γMf​⋅kf​⋅(σmax​−σmin​)=1.15⋅1.0⋅173.3=199.3MPa

Analýza CBFEM

Zatížení je nastaveno takto:

Referenční zatížení je minimální zatížení a LE2 je maximální zatížení.

Napětí von Mises při maximálním zatížení (LE2) ukazuje, že žádná část nepřekračuje mez kluzu.

Roviny jsou automaticky generovány v blízkosti tupých svarů a napětí jsou zobrazena v tabulce posouzení:

Součinitel koncentrace napětí kf je převzat z metody konečných prvků a není nutné jej znovu aplikovat. Součinitel spolehlivosti musí být použit.

ΔσR=γMf⋅σmax =1.15⋅178.1=204.8 MPa\Delta \sigma_R = \gamma_{Mf} \cdot \sigma_{max}  = 1.15 \cdot 178.1 = 204.8\,\textrm{MPa}ΔσR​=γMf​⋅σmax​ =1.15⋅178.1=204.8MPa

Porovnání

IDEA StatiCa vykazuje mírně vyšší normálové napětí (178,1 MPa) než analytický přístup (173,3 MPa). Jediný rozdíl je způsoben předpokládaným průřezem v IDEA StatiCa s mírně odlišnými průřezovými charakteristikami:


SkutečnýIDEA StatiCa
A2850 mm22772 mm2
Wy194 000 mm3188 732 mm3

Při použití průřezových charakteristik zjednodušeného průřezu jsou získány stejné výsledky jako v IDEA StatiCa: σmin=89.1 MPa\sigma_{min} = 89.1\,\textrm{MPa}σmin​=89.1MPa, σmax=267.2 MPa\sigma_{max} = 267.2\,\textrm{MPa}σmax​=267.2MPa, σmax−σmin=178.1 MPa\sigma_{max} - \sigma_{min} = 178.1\,\textrm{MPa}σmax​−σmin​=178.1MPa.

Analýza únavy

Příklad analýzy únavy pomocí nominálního napětí je uveden pro návrh podle EN 1993-1-9:2005. 

Kategorie detailu 90 je vybrána z Tabulky 8.3.

Pro konstantní amplitudy rozkmitů nominálního napětí je počet cyklů pro únavovou životnost převzat z Kapitoly 7.1:

NR=Δσcm⋅2⋅106ΔσRmN_R = \frac{\Delta \sigma_c^m \cdot 2\cdot 10^6}{\Delta \sigma_R^m}NR​=ΔσRm​Δσcm​⋅2⋅106​

Ruční výpočet:

NR=903⋅2⋅106199.33=184 177 cyclesN_R = \frac{90^3 \cdot 2\cdot 10^6}{199.3^3} = 184\,177\, \textrm{cycles}NR​=199.33903⋅2⋅106​=184177cycles

IDEA Connection:

NR=903⋅2⋅106204.83=169 734 cyclesN_R = \frac{90^3 \cdot 2\cdot 10^6}{204.8^3} = 169\,734 \, \textrm{cycles}NR​=204.83903⋅2⋅106​=169734cycles

Počet cyklů, které může styčník vydržet, je v IDEA Connection mírně nižší z důvodu zjednodušení průřezu.

Referenční příklad

Vstupy

Prvky: B1, B2 - IPE200

Třída oceli: S 355

Účinky zatížení:

  • Referenční: N = 100 kN, My = 10 kNm
  • LE2: N = 300 kN, My = 30 kNm

Výrobní operace: Řez šikmým řezem, tupé svary

Výstupy

Maximální rozkmit normálového napětí: 178,1 MPa v horní pásnici

Rozkmit smykového napětí: 0 MPa

Otevřít v prohlížečiStáhnout