Soldaduras – diseño automático, entrada, advertencias, visualización

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Electrodos de soldadura definidos por el usuario

El material de soldadura es un elemento editable en la MPRL (Biblioteca de materiales y gama de productos). Esto significa que puede definir los electrodos de soldadura de forma independiente según el grado de acero de las placas conectadas.

Para añadir un material de soldadura definido por el usuario, vaya a la pestaña Materiales, añada un material de Soldadura y Edite sus propiedades.

Además, el factor de correlación β_w puede modificarse desde el valor predeterminado de 0,8 para ajustarse a los valores de, por ejemplo, los requisitos del acero inoxidable (β_w = 1,0 para resistencia de soldadura de acero inferior a 360 MPa).

A continuación, puede asignar el material del electrodo de soldadura en un cuadro combinado de cualquier soldadura de cualquier operación. Alternativamente, puede añadir un nuevo material de soldadura. 

Las tablas de verificación y el informe se amplían para contener siempre información sobre los electrodos de soldadura y sus parámetros.

Diseño automático de soldaduras a resistencia total

Esta función permite a los usuarios optimizar el tamaño de la soldadura en función de la resistencia de la placa soldada. Esto acorta el tiempo de diseño y garantiza un tamaño de soldadura seguro para todas las soldaduras del proyecto de unión.

Puede ejecutar el algoritmo Diseño automático de soldadura a resistencia total para todas las soldaduras del proyecto de unión a la vez mediante el botón derecho del ratón sobre Operaciones en el menú de árbol.

Para el algoritmo, los supuestos son que la placa está cargada a tracción (más desfavorable para el diseño de soldaduras) y que la longitud de la soldadura es igual a la longitud del borde de la placa conectada. La resistencia de la placa a tracción se toma como la resistencia de la soldadura cargada perpendicularmente, y a partir de ahí se deriva el tamaño de la soldadura. Las entradas son:

• Espesor de la placa conectada por el borde (o la placa más delgada en el caso de borde a borde)
• Límite elástico del material de la placa conectada
• Resistencia última del material de soldadura
• Otros parámetros de soldadura (factores, coeficientes, p. ej., β_w)
• Coeficientes parciales de seguridad para el material de la placa
• Coeficientes parciales de seguridad para el material de soldadura

El redondeo del valor del espesor de garganta o del tamaño del cateto de la soldadura puede configurarse en Ajustes, Prediseño y Tamaño de soldadura.

Estimación de la capacidad global de una soldadura

En la pestaña de resultados para soldaduras, se muestran dos ratios de utilización. El U_t (utilización de tensiones) muestra el valor de utilización del elemento finito más solicitado de toda la soldadura (valor pico), mientras que el Ut_c (utilización de la capacidad de la soldadura) muestra la utilización de toda la soldadura y, por tanto, proporciona al usuario información sobre la capacidad restante de la soldadura.

Dado que la distribución de tensiones en las soldaduras en modelos basados en el Método de los Elementos Finitos varía de forma incierta en función de la carga aplicada, no es sencillo determinar la capacidad restante como una función lineal. Con un incremento de la carga aplicada, el cambio en la distribución de tensiones de la soldadura puede ser muy drástico.

El cálculo de Ut_c utiliza una función de estimación de aprendizaje automático. Basándose en el aprendizaje a partir de un gran número de modelos de uniones soldadas y diversos escenarios de carga, el algoritmo puede predecir con precisión la capacidad restante de la soldadura. El número se muestra en Verificación, en la pestaña Soldaduras en la columna Ut_c .

Esta funcionalidad es el primer uso exitoso de la IA y el aprendizaje automático para determinar la capacidad de las soldaduras. Y lo mejor es que la aplicación puede hacerlo con un umbral del 10%, ¡lo que puede considerarse un resultado excelente!

Esta función está limitada a proyectos en Eurocódigo.

Soldadura general resaltada en la escena 3D

Hay una mejora sencilla en la escena 3D de la aplicación Connection para una mejor orientación, especialmente en modelos de uniones más grandes importados mediante enlaces BIM desde aplicaciones CAD.

Cuando se selecciona una operación de soldadura general o de contacto, la soldadura en la escena 3D se resalta en naranja (por defecto).

Advertencia para electrodos más resistentes que las placas

Cuando la verificación de detalles está activada en la Configuración de código de la aplicación Connection, los usuarios reciben una advertencia si el material del electrodo de soldadura es más resistente que las placas soldadas. Esto ayuda a garantizar los estándares de seguridad del diseño.

Esto se aplica al Eurocódigo (EN) y a la norma india (IS), que contienen cláusulas que definen que la resistencia de la soldadura está determinada por la menor resistencia última de las placas conectadas y los requisitos de que el material añadido de los electrodos de soldadura debe ser más resistente que el material base (EN 1993-1-8 – 4.5.3.2 e IS 800:2007 - 10.5.7.1.1).

Mejora del modelo de elementos finitos de soldadura a tope

El modelo de elementos finitos de las soldaduras a tope ha sido actualizado. El modelo de soldaduras a tope es ahora similar al modelo de soldaduras en ángulo, lo que facilita al generador automático de entidades la creación de una soldadura a tope en determinadas condiciones, especialmente para perfiles huecos.

Visualización mejorada de la verificación de soldaduras

La verificación de soldaduras mediante el método de elementos finitos difiere de los cálculos de diseño tradicionales. En los cálculos tradicionales, pueden despreciarse pequeñas excentricidades, deformaciones, torsiones y coeficientes de Poisson, etc.

Los componentes de tensión se muestran ahora:

• σ_ꓕ
• τ_ꓕ
• τ_‖

Estas tensiones se utilizan en todos los códigos para la evaluación posterior de las soldaduras.

La tensión equivalente se colorea en gris/verde/naranja/rojo según el nivel de verificación de Advertencia y Óptimo (editable en la configuración de código) para mayor claridad.

Esta funcionalidad mejorada ayuda a los ingenieros a comprender las tensiones en las uniones soldadas.

Disponible en las ediciones IDEA StatiCa Steel y IDEA StatiCa Complete.