Visão geral do exemplo
Neste exemplo, você aprenderá as etapas básicas da criação do modelo de viga, malha, materiais, condições de contorno e entrada de cargas. Uma análise será realizada usando análise linear estática e análise de flambagem linear.
O exemplo mostrado neste tutorial é a viga com comprimento total 1700 mm e uma profundidade de 500 milímetros. A teia tem espessura 2 mm e há duas aberturas web (forma circular) com diâmetros 400 mm e 350 milímetros. As flanges superior e inferior têm uma largura 100 mm e espessura 8 milímetros. A alma da viga é reforçada de ambos os lados por reforços verticais e reforços longitudinais (nas extremidades). Os reforços verticais formam dois painéis principais de comprimento 750 milímetros. Todos os reforços têm largura 50 mm e espessura 12 milímetros. A viga é carregada por uma força vertical concentrada localizada no topo dos reforços verticais no meio, e a viga tem dois apoios abaixo do segundo e do quarto enrijecedores verticais.
A viga é feita de aço com tensão de escoamento 230 MPa para a web, e 245 MPa para outros elementos.
O exemplo atual representa o teste experimental do papel “Comportamento Final de Vigas de Chapa de Aço Perfurada Submetidas a Carga de Cisalhamento. Alireza Bahrami, Mahdi Najarnasab. The Open Construction and Building Technology Journal”.
Passo 1. Diagonal
No painel Web defina a web com comprimento (L) 1700 milímetros, profundidade (H) 500 mm e espessura (t) 2 milímetros.
Passo 2. Flanges
No painel Flange, defina os flanges superior e inferior em todo o comprimento da teia (L) 1700 milímetros, com largura inicial e final (b) 100 mm e espessura (t) 8 milímetros
Passo 3. Reforços Verticais
No painel Vertical Stiffener, defina os reforços com vãos (SL) 100, 750, 750 e 100 mm do lado esquerdo da viga. Defina-os todos com a largura (B) 50 mm e espessura (t) 12 milímetros.
Passo 4. Reforços Longitudinais
No painel Longitudinal Stiffener, defina 6 reforços. No início da viga (SL: 0 milímetros) pressão de velocidade calculada 3 reforços com comprimento (L) 100 mm e posição de cima (ST1, ST2) 125, 250, e 375 milímetros. Os outros três reforços partem da distância (SL) 1600 milímetros. Largura (B) e espessura (t) são os mesmos que para reforços verticais.
Passo 5. Aberturas na Web
No painel Web Openings, defina duas aberturas. Ambos têm formas CIR (forma circular) com um raio (P1) 200 e 175 milímetros. Uma abertura é disposta em (SL) 475 mm da esquerda, e o segundo em 750 milímetros. O centro de abertura é deslocado do topo (ST) - 250 milímetros.
Passo 6. Malha
No painel Malha, defina os tamanhos dos elementos da malha no comprimento lateral como 25 milímetros, e no comprimento de abertura como 15 milímetros. A 25 mm de comprimento lateral será aplicado para web, flanges, e bordas de reforço. A 15 mm de comprimento de abertura será aplicado para as bordas de abertura. Clique no botão Visualizar para ver a distribuição potencial dos nós FE. Clique no botão Gerar para criar a malha FE para análise.
Passo 7. Limites
No painel Boundary Stiffeners, defina as restrições para a viga. Aqui, um pino e um suporte de rolo estão na parte inferior do reforço 2 e endurecedor 4. Defina as duas primeiras linhas na tabela como as partes esquerda e direita do reforço 2 (Nome: V2L, V2R). Defina o lado dos reforços a serem restringidos (B). Siga o eixo global para definir restrições para os nós (suporte fixo tem apenas uma liberação para rotação sobre o eixo z). As outras duas filas da mesa correspondiam ao suporte do rolo, abaixo das partes do reforço vertical 4 (Nome: V4L, V4R). A viga não tem translações laterais. Definir próximo 4 linhas na tabela para o lado direito do reforço V2R, V3R, V4R, selecione ET e EB, e definir restrições apenas ao longo do eixo Z. Clique no botão Visualizar para ver os nós com restrições.
Passo 8. Cargas
No painel Stiffener Loads, defina a carga concentrada no meio da viga. A carga tem valor 40 kN e será aplicado em cima de dois enrijecedores verticais. Na tabela, defina duas linhas, selecione as partes esquerda e direita do reforço 3 (V3L, V3R). Aplicar metade da carga (Fz: 20 kN) para o lado de cima (T) de cada parte do reforço. Clique em Visualizar para ver como a carga é distribuída nos nós FE.
Passo 9. Análise
Selecione Linear Static no painel Analysis Type e clique no botão Analysis.
Passo 10. Resultados de Deslocamentos
No painel Resultados, selecione o tipo de resultado na lista suspensa. Exibir uma vista deformada do modelo com sua escala de deformação.
Passo 11. Resultados de estresse
Selecione o tipo de resultado 'S, tensão' para verificar o contorno de distribuição de tensão. Selecione diferentes componentes de tensão e exiba o contorno. o estresse normal (eixo XX) valor é 308 MPa e excede a tensão de escoamento da teia 230 MPa. Isso indica a ocorrência de zonas de deformação plástica na teia. No próximo Tutorial esta plasticidade será investigada com mais detalhes para esta viga.
Passo 12. Análise de flambagem linear
Agora investigue as formas de flambagem linear e as forças críticas de flambagem da viga. Selecione 'Flamatura Linear’ no painel Tipo de análise. Selecione o número necessário de formas de flambagem, ou 'Modos Próprios'. Normalmente, para o tipo atual de análise de feixe, 3-5 modos é o suficiente. Clique no botão Análise.
Passo 13. Resultados de flambagem
No painel Resultados de flambagem linear, você pode selecionar o modo de resultado. Aqui está o 3 modos com seus correspondentes fatores de carga de flambagem. Se multiplicar o fator pelo valor da carga aplicada, você receberá a força de flambagem linear crítica. Por exemplo, com a nossa força aplicada de 40 kN a carga de flambagem crítica será Fcr = 0.965 x 40 = 38.6 kN. Na prática, isso significa que se aplicar essa carga crítica à estrutura, então a estrutura se torna instável em termos de estabilidade de flambagem linear. As formas de flambagem podem ser vistas depois de clicar no botão Exibir. As formas potenciais de flambagem estão localizadas principalmente ao redor da teia. Este tipo de flambagem é chamado de flambagem local.. Usando esses resultados pode-se confirmar que a estrutura não tem capacidade suficiente para essa carga aplicada. Isso também é comprovado pelos resultados dos testes experimentais. A partir do experimento, a força crítica está abaixo 40 kN.
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