Az LBA és GMNIA eredmények összehasonlítása az IDEA Member alkalmazásban kísérleti adatokkal és numerikus megoldással
1. A célkitűzés
Ennek a cikknek a célja az IDEA Member alkalmazás LBA (lineáris bifurkációs analízis) moduljának ellenőrzése és a GMNIA (geometriailag és anyagilag nemlineáris analízis tökéletlenségekkel) moduljának validálása. Az IDEA Member által kapott kritikus terheket egy [1] forrásból származó numerikus megoldással hasonlítjuk össze, az eredő teherbírásokat pedig mind kísérleti adatokkal, mind az [1] forrásból származó numerikus megoldással vetjük össze.
2. A modell leírása
Összesen 9 egyedi esetet elemeztünk. Ezeket az [1] tanulmányból vettük át, az egyes minták jelölése megmaradt: (A1–A3), (A4–A6) és (E1–E3). A valós keresztmetszeti méreteket, valamint a valós anyagtulajdonságokat vettük figyelembe. Két különböző peremfeltétel-készletet vizsgáltunk (BC1 – merev, BC2 – egytengelyűen csuklós), és a pillér relatív karcsúságában is volt eltérés.
1. ábra: Peremfeltételek (balról jobbra): merev (A1–A3); egytengelyűen csuklós (A4–A6); merev (E1–E3)
3. Eredmények
A számítás bemeneti adatait és eredményeit az 1. táblázat foglalja össze. Bemutatásra kerülnek a keresztmetszeti méretek és anyagtulajdonságok, valamint a kezdeti tökéletlenség e0 értéke, amelyet L/300-nak feltételezünk. Ez az érték a [2] forráson alapul, ahol kimutatják, hogy ez írja le legjobban a nyomott szögvasak viselkedését.
Az IDEA Member kritikus terhe (M index) egy numerikus megoldással [1] (FEM index) kerül összehasonlításra. Az IDEA Member végső teherbírása (M index) egy numerikus megoldással [1] (FEM index) és kísérleti adatokkal (NR) is összehasonlításra kerül.
1. táblázat: Keresztmetszeti méretek, anyagtulajdonságok és eredmények
3.1. Lineáris kihajlási analízis
Az LBA ellenőrzés eredményei kielégítőek, mindkét szoftver megoldásából kapott kritikus terhek nagyon hasonlóak, kivéve egy esetet (A4), ahol az eredmények különbsége 13%. Az összes többi esetben a különbség 5% alatt van.
1. diagram: Kritikus terhelési értékek a vizsgált mintákhoz
2. diagram: Kritikus terhelés összehasonlítása – FEM vs. CBFEM
2. ábra: Az első kihajlási alakzat LBA alapján (A6 minta)
3.2. Geometriailag és anyagilag nemlineáris analízis tökéletlenségekkel
A GMNIA validálás eredményei jó egyezést mutatnak a kísérleti adatokkal.
A CBFEM és FEM eredmények ellenőrzésekor szintén jó egyezés tapasztalható, a legnagyobb eltérés 5% alatt van.
3. diagram: Végső teherbírási értékek
4. diagram: Végső teherbírás összehasonlítása – FEM vs. CBFEM
3. ábra: GMNIA eredmények – plasztikus alakváltozás a végső teherbírásnál (A6 minta)
4. Irodalom és hivatkozások
[1] Kettler, M., Lichtl, G., Unterweger, H. Experimental tests on bolted steel angles in compression with varying end supports. Journal of Constructional Steel Research. 155 (2019). 301-315.
[2] Kettler, M., Taras, A., Unterweger, H. Member capacity of bolted steel angles in compression: Influence of realistic end supports. Journal of Constructional Steel Research. 130 (2017). 22–35.