IDEA Member中LBA与GMNIA结果与试验数据及数值解的对比
1. 目标
本文的目的是对IDEA Member软件中LBA（线性分岔分析）模块进行验证，并对GMNIA（考虑缺陷的几何和材料非线性分析）模块进行确认。将IDEA Member得出的临界荷载与文献[1]中的数值解进行对比，并将最终承载力与文献[1]中的试验数据及数值解进行对比。
2. 模型描述
共分析了9个独立工况，均取自文献[1]，保留了各试件的原始编号（A1–A3）、（A4–A6）和（E1–E3）。分析中采用了各试件的实际截面尺寸及实际材料性能。研究了两种不同的边界条件（BC1——刚性；BC2——单轴铰接），同时柱的相对长细比也有所变化。
图1：边界条件（从左至右）刚性（A1–A3）；单轴铰接（A4–A6）；刚性（E1–E3）
3. 结果
计算的输入参数和结果汇总于表1。表中列出了截面尺寸、材料性能，以及初始缺陷值e0，取为L/300。该值依据文献[2]确定，文献[2]表明该值能最好地描述受压角钢的受力行为。
将IDEA Member（下标M）得出的临界荷载与数值解[1]（下标FEM）进行对比。将IDEA Member（下标M）得出的极限承载力与数值解[1]（下标FEM）及试验数据（NR）进行对比。
表1：截面尺寸、材料性能及计算结果
3.1. 线性屈曲分析
LBA验证结果令人满意，除工况A4外，两种软件的临界荷载在所有工况中均非常接近，A4工况的结果差异为13%。其余所有工况的差异均在5%以内。
图表1：各试件临界荷载值
图表2：临界荷载对比——FEM与CBFEM（基于组件的有限元模型）
图2：LBA第一阶屈曲模态（试件A6）
3.2. 考虑缺陷的几何和材料非线性分析
GMNIA确认结果与试验数据吻合良好。
将CBFEM（基于组件的有限元模型）结果与FEM结果进行验证对比，最大偏差在5%以内，吻合良好。
图表3：极限承载力值
图表4：极限承载力对比——FEM与CBFEM（基于组件的有限元模型）
图3：GMNIA结果——极限承载力时的塑性应变（试件A6）
4. 参考文献
[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.