Descripción general del ejemplo
En este ejemplo, aprenderá los pasos básicos de la creación de modelos de vigas., mallado, materiales, condiciones de contorno y entrada de cargas. Se realizará un análisis utilizando análisis estático lineal y pandeo lineal..
El ejemplo que se muestra en este tutorial es la viga con una longitud total 1700 mm y una profundidad de 500 mm. La web tiene espesor 2 mm y hay dos aberturas web (forma circular) con diámetros 400 mm y 350 mm. Las alas superior e inferior tienen un ancho 100 mm y espesor 8 mm. El alma de la viga está rigidizada desde ambos lados por rigidizadores verticales y rigidizadores longitudinales (en los extremos). Los rigidizadores verticales forman dos paneles principales de alma de longitud 750 mm. Todos los refuerzos tienen ancho 50 mm y espesor 12 mm. La viga está cargada por una fuerza vertical concentrada ubicada en la parte superior de los refuerzos verticales en el medio, y la viga tiene dos soportes debajo del segundo y cuarto rigidizadores verticales.
La viga es de acero con esfuerzo de fluencia 230 MPa para la web, y 245 MPa para otros elementos.
El ejemplo actual representa la prueba experimental del artículo “Comportamiento último de vigas de placa de acero perforada sujetas a carga de corte. Alireza Bahrami, mahdi najarnasab. El diario de tecnología de construcción y construcción abierta”.
Paso 1. Web
En el panel Web definir la web con longitud (L) 1700 mm, profundidad (H) 500 mm y espesor (t) 2 mm.
Paso 2. Bridas
En el panel Brida, defina las bridas superior e inferior en toda la longitud del alma. (L) 1700 mm, con ancho inicial y final (b) 100 mm y espesor (t) 8 mm
Paso 3. Rigidizadores Verticales
En el panel Rigidizador vertical, defina los rigidizadores con vanos (SL) 100, 750, 750 y 100 mm desde el lado izquierdo de la viga. Defínelos todos con el ancho. (B) 50 mm y espesor (t) 12 mm.
Paso 4. Rigidizadores longitudinales
En el panel Rigidizador longitudinal defina 6 refuerzos. Al principio de la viga (SL: 0 mm) definir 3 refuerzos con longitud (L) 100 mm y posición desde arriba (ST1, ST2) 125, 250, y 375 mm. Los otros tres refuerzos parten de la distancia. (SL) 1600 mm. Anchura (B) y espesor (t) son los mismos que para los rigidizadores verticales.
Paso 5. Aperturas Web
En el panel Aperturas web defina dos aperturas. Ambos tienen formas CIR. (forma circular) con un radio (P1) 200 y 175 mm. Una abertura está dispuesta en (SL) 475 mm desde la izquierda, y el segundo en 750 mm. El centro de apertura se desplaza desde la parte superior. (S T) a 250 mm.
Paso 6. Malla
En el panel Malla, defina los tamaños de los elementos de malla en la longitud lateral como 25 mm, y en la longitud de la abertura como 15 mm. El 25 mm longitud lateral se aplicará para web, bridas, y bordes de refuerzo. El 15 mm de longitud de apertura se aplicará a los bordes de apertura. Haga clic en el botón Vista previa para ver la distribución potencial de los nodos FE. Haga clic en el botón Generar para crear la malla FE para el análisis.
Paso 7. Límites
En el panel Rigidizadores de contorno, defina restricciones para la viga. Aquí, un pasador y un soporte de rodillo están en la parte inferior del refuerzo. 2 y refuerzo 4. Defina las dos primeras filas de la tabla como las partes izquierda y derecha del rigidizador 2 (Nombre: V2L, V2R). Definir el lado de los rigidizadores a restringir (B). Siga el eje global para definir restricciones para los nodos (el soporte anclado tiene solo una liberación para la rotación sobre el eje z). Las otras dos filas de la tabla correspondían al soporte de rodillos, debajo de las partes del rigidizador vertical 4 (Nombre: V4L, V4R). La viga no tiene traslaciones laterales.. Definir siguiente 4 filas en la tabla para el lado derecho del rigidizador V2R, V3R, V4R, seleccione ET y EB, y definir restricciones solo a lo largo del eje Z. Haga clic en el botón Vista previa para ver los nodos con restricciones.
Paso 8. Cargas
En el panel Cargas de refuerzo, defina la carga concentrada en el centro de la viga. La carga tiene valor 40 kN y se aplicará sobre dos rigidizadores verticales. En la tabla, defina dos filas., seleccione las partes izquierda y derecha del rigidizador 3 (V3L, V3R). Aplicar la mitad de la carga (FZ: 20 kN) al lado superior (T) de cada parte del rigidizador. Haga clic en Vista previa para ver cómo se distribuye la carga en los nodos FE.
Paso 9. 3D
Seleccione Estático lineal en el panel Tipo de análisis y haga clic en el botón Análisis.
Paso 10. Resultados Desplazamientos
En el panel Resultados, seleccione el tipo de resultado de la lista desplegable. Mostrar una vista deformada del modelo con su escala de deformación.
Paso 11. Resultados de estrés
Seleccione el tipo de resultado 'S, stress’ para comprobar el contorno de distribución de tensiones. Seleccione diferentes componentes de tensión y muestre el contorno. El estrés habitual (XX) el valor es 308 MPa y excede la tensión de fluencia del alma 230 MPa. Esto indica la aparición de zonas de deformación plástica en la web.. En el próximo Tutorial se investigará con más detalle esta plasticidad para esta viga..
Paso 12. Análisis de pandeo lineal
Ahora investigue las formas de pandeo lineal y las fuerzas críticas de pandeo de la viga. Seleccione 'Pandeo lineal’ en el panel Tipo de análisis. Seleccione el número necesario de formas de pandeo, o 'Modos Propios'. Típicamente, para el tipo actual de análisis de haz, 3-5 modos es suficiente. Haga clic en el botón Análisis.
Paso 13. Resultados de pandeo
En el panel Resultados de pandeo lineal puede seleccionar el modo de resultado. Aquí están los 3 modos con sus correspondientes factores de carga de pandeo. Si multiplica el factor por el valor de la carga aplicada, obtendrá la fuerza de pandeo lineal crítica. Por ejemplo, con nuestra fuerza aplicada de 40 kN la carga crítica de pandeo será Fcr = 0.965 x 40 = 38.6 kN. En la práctica, esto significa que si se aplica esta carga crítica a la estructura, entonces la estructura se vuelve inestable en términos de estabilidad de pandeo lineal. Las formas de pandeo se pueden ver después de hacer clic en el botón Mostrar. Las posibles formas de pandeo se encuentran principalmente alrededor del alma.. Este tipo de pandeo se denomina pandeo local.. Usando estos resultados se puede confirmar que la estructura no tiene suficiente capacidad para esta carga aplicada. Esto también está probado por los resultados de las pruebas experimentales.. Del experimento, la fuerza crítica está por debajo 40 kN.
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