Documentazione SkyCiv

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FEA dettagliata della calotta

  1. Casa
  2. FEA dettagliata della calotta
  3. Esercitazioni (Beam Shell FEA)
  4. Esempio 1. Trave semplice con aperture dell'anima e irrigidimenti (Analisi lineare)

Esempio 1. Trave semplice con aperture dell'anima e irrigidimenti (Analisi lineare)

Panoramica di esempio

In questo esempio imparerai i passaggi base della creazione del modello di trave, maglia, materiale, input delle condizioni al contorno e dei carichi. Verrà eseguita un'analisi utilizzando l'analisi statica lineare e l'instabilità lineare.

L'esempio mostrato in questo tutorial è la trave con una lunghezza totale 1700 mm e una profondità di 500 mm. Il web ha spessore 2 mm e ci sono due aperture web (forma circolare) con diametri 400 mm e 350 mm. Le flange superiore e inferiore hanno una larghezza 100 mm e spessore 8 mm. L'anima della trave è irrigidita su entrambi i lati mediante irrigidimenti verticali e longitudinali (alle estremità). Gli irrigidimenti verticali formano due pannelli d'anima principali di lunghezza 750 mm. Tutti gli irrigidimenti hanno una larghezza 50 mm e spessore 12 mm. La trave è caricata da una forza verticale concentrata situata nella parte superiore degli irrigidimenti verticali al centro, e la trave ha due supporti sotto il secondo e il quarto irrigidimento verticale.
La trave è realizzata in acciaio a snervamento 230 MPa per il web, e 245 MPa per altri elementi.

L'esempio corrente rappresenta il test sperimentale del documento “Comportamento ultimo di travi in ​​lamiera d'acciaio perforata sottoposte a carico di taglio. Alireza Bahrami, Mahdi Najarnasab. L'Open Construction and Building Technology Journal”.

Step 1. ragnatela

Nel pannello Web definire la lunghezza della rete (L) 1700 mm, profondità (H) 500 mm e spessore (t) 2 mm.

Step 2. Flange

Nel pannello Flangia definire le flange superiore e inferiore per l'intera lunghezza dell'anima (L) 1700 mm, con larghezza iniziale e finale (b) 100 mm e spessore (t) 8 mm

Step 3. Rinforzi verticali

Nel pannello Irrigidimento verticale definire gli irrigidimenti con campate (SL) 100, 750, 750 e 100 mm dal lato sinistro della trave. Definiscili tutti con la larghezza (B) 50 mm e spessore (t) 12 mm.

Step 4. Rinforzi longitudinali

Nel pannello Irrigidimento longitudinale definire 6 rinforzi. All'inizio del raggio (SL: 0 mm) definire 3 irrigidimenti con lunghezza (L) 100 mm e posizione dall'alto (ST1, ST2) 125, 250, e 375 mm. Gli altri tre irrigidimenti partono dalla distanza (SL) 1600 mm. Larghezza (B) e spessore (t) sono gli stessi degli irrigidimenti verticali.

Step 5. Aperture web

Nel pannello Aperture Web definire due aperture. Entrambi hanno forme CIR (forma circolare) con un raggio (P1) 200 e 175 mm. Un'apertura è disposta a (SL) 475 mm da sinistra, e il secondo a 750 mm. Il centro di apertura viene spostato dall'alto (ST) sopra 250 mm.

Step 6. Meshing

Nel pannello Mesh definire le dimensioni degli elementi mesh sulla lunghezza del lato come 25 mm, e sulla lunghezza di apertura come 15 mm. Il 25 mm di lunghezza del lato verrà applicata per il web, flange, e bordi di irrigidimento. Il 15 Per i bordi di apertura verrà applicata la lunghezza di apertura mm. Fare clic sul pulsante Anteprima per vedere la potenziale distribuzione dei nodi FE. Fare clic sul pulsante Genera per creare la mesh FE per l'analisi.

Step 7. Confini

Nel pannello Irrigidimenti contorno definire i vincoli per la trave. Qui i supporti di un perno e di un rullo si trovano nella parte inferiore dell'irrigidimento 2 e irrigidimento 4. Definire le prime due righe nella tabella come parti sinistra e destra dell'irrigidimento 2 (Nome: V2L, V2R). Definire il lato degli irrigidimenti da vincolare (B). Seguire l'asse globale per definire le restrizioni per i nodi (il supporto bloccato ha un solo rilascio per la rotazione attorno all'asse z). Le altre due righe della tabella corrispondevano al supporto del rullo, sotto le parti dell'irrigidimento verticale 4 (Nome: V4L, V4R). La trave non ha traslazioni laterali. Definisci il prossimo 4 righe nella tabella per il lato destro dell'irrigidimento V2R, V3R, V4R, selezionare ET e EB, e definire restrizioni solo lungo l'asse Z. Fare clic sul pulsante Anteprima per vedere i nodi con vincoli.

Step 8. Carichi

Nel pannello Carichi irrigidimento definire il carico concentrato al centro della trave. Il carico ha valore 40 kN e sarà applicato sopra due irrigidimenti verticali. Nella tabella definire due righe, selezionare le parti sinistra e destra dell'irrigidimento 3 (V3L, V3R). Applicare metà del carico (Fz: 20 kN) al lato superiore (T) di ciascuna parte dell'irrigidimento. Fare clic su Anteprima per vedere come viene distribuito il carico nei nodi FE.

Step 9. Analisi

Selezionare Statico lineare nel pannello Tipo di analisi e fare clic sul pulsante Analisi.

Step 10. Risultati degli spostamenti

Nel pannello Risultati seleziona il tipo di risultato dall'elenco a discesa. Visualizza una vista deformata del modello con il relativo ridimensionamento della deformazione.

Step 11. Risultati dello stress

Selezionare il tipo di risultato "S, stress' per controllare il contorno della distribuzione dello stress. Selezionare diversi componenti di sollecitazione e visualizzare il contorno. Lo stress normale (XX) il valore è 308 MPa e supera lo stress di snervamento del nastro 230 MPa. Ciò indica la presenza di zone di deformazione plastica nel nastro. Nel prossimo Tutorial questa plasticità verrà studiata più in dettaglio per questa trave.

Step 12. Analisi di instabilità lineare

Ora studia le forme di instabilità lineare e le forze di instabilità critiche della trave. Selezionare "Instabilità lineare".’ nel pannello Tipo di analisi. Selezionare il numero necessario di forme soggette a instabilità, o "Proprie modalità". Tipicamente, per l'attuale tipo di analisi della trave, 3-5 le modalità sono sufficienti. Fare clic sul pulsante Analisi.

Step 13. Risultati di instabilità

Nel pannello Risultati di punta di punta lineare è possibile selezionare la modalità dei risultati. Ecco i 3 modalità con i corrispondenti fattori di carico di punta. Se moltiplichi il fattore per il valore del carico applicato otterrai la forza di flessione lineare critica. Per esempio, con la nostra forza applicata di 40 kN il carico di punta critico sarà Fcr = 0.965 x 40 = 38.6 kN. In pratica, ciò significa che se si applica questo carico critico alla struttura, allora la struttura diventa instabile in termini di stabilità all'instabilità lineare. Le forme di instabilità possono essere visualizzate dopo aver fatto clic sul pulsante Visualizza. Le potenziali forme di instabilità si trovano principalmente intorno al web. Questo tipo di instabilità è chiamata instabilità locale. Utilizzando questi risultati si può confermare che la struttura non ha capacità sufficiente per questo carico applicato. Ciò è dimostrato anche dai risultati dei test sperimentali. Dall'esperimento la forza critica è inferiore 40 kN.

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