Soudure / Soudures dans IDEA StatiCa
Contexte théorique
Retrouvez les informations essentielles sur le modèle de soudure dans notre Contexte théorique. La partie générale décrit le modèle de calcul lui-même :
Contexte théorique : Analyse des assemblages soudés
Parties spécifiques du Contexte théorique pour chacune des normes nationales prises en charge :
- Vérification normative des soudures (EN)
- Vérification normative des soudures (AISC)
- Vérification normative des soudures (CISC)
- Vérification normative des soudures (AS)
- Vérification normative des soudures (IS)
- Vérification normative des soudures (HKG)
- Vérification normative des soudures (GB)
- Vérification normative des soudures (SP)
Vous trouverez une démonstration claire de l'évolution des contraintes au cours du chargement, ainsi qu'une discussion sur la distribution des contraintes le long des soudures longues, dans l'article Comment les soudures sont-elles modélisées dans IDEA StatiCa.
Les soudures et les assemblages soudés sont également abordés dans nos articles de blog Assemblages acier soudés – faut-il s'en inquiéter ? et Réduire les coûts de soudage grâce à une fabrication optimisée (où est discutée la combinaison du transfert de charge par soudure et du contact en compression).
Dimension et longueur de soudure
La définition de la dimension de la soudure varie selon les régions. Consultez l'article Dimension et longueur de soudure pour savoir comment IDEA StatiCa définit la dimension de la soudure ou si vous avez besoin de connaître la longueur exacte de la soudure :
Vérifications
Dans notre Centre de support, vous trouverez de nombreuses études de vérification décrivant les performances de différents modèles d'assemblages soudés, ainsi que des comparaisons avec des essais en laboratoire.
Études de vérification sur les modèles avec soudures
Mises à jour dans les versions
Les fonctionnalités suivantes font partie des notes de version d'IDEA StatiCa et peuvent être liées aux soudures. Pour en savoir plus sur ces fonctionnalités, consultez les articles dédiés via les liens :
Vérification des soudures manquantes (version 20.1)
Nous avons ajouté un nouvel outil utile pour aider automatiquement l'utilisateur à identifier les parties non soudées de l'assemblage : l'utilitaire permettant d'analyser un modèle d'assemblage pour détecter les soudures potentiellement manquantes.
Import des soudures recommandées (version 20.1)
Lors de l'importation d'un assemblage depuis un logiciel CAO, il est désormais possible d'ajouter des soudures recommandées.
Modèle amélioré des soudures bout à bout (version 20.1)
La dimension des soudures bout à bout a été corrigée pour les soudures bout à bout bord-sur-surface.
Spécificités de la vérification normative des soudures selon l'Eurocode (EN) et la norme indienne (IS) (version 21.1)
Afin de se conformer aux normes et de garantir la sécurité du calcul, la valeur de résistance prise en compte dans la vérification normative des soudures est désormais calculée à partir de la valeur de résistance de l'acier de base pour les normes EN et IS, ainsi que du matériau de soudure lui-même.
Combinaison des opérations de soudure et de contact (version 22.1)
Depuis la version 22.1, les opérations de soudure et de contact peuvent être combinées.
Vérification des conflits entre plaques et soudures (version 22.1)
Les plaques et les parties du modèle peuvent être positionnées de manière à entrer en collision avec d'autres plaques et éléments.
Vérification des soudures des sections soudées (version 23.0)
IDEA StatiCa peut désormais vérifier les soudures longitudinales des éléments à sections transversales soudées.
Visualisation améliorée de la vérification des soudures (version 23.0)
La vérification des soudures par la Méthode des Éléments Finis diffère des calculs de dimensionnement traditionnels. Dans les calculs traditionnels, les petites excentricités, déformations, torsions, coefficient de Poisson, etc. peuvent être négligés.
Améliorations des règles de détaillage pour les boulons et les soudures selon l'Eurocode (version 23.0)
La vérification du détaillage dans IDEA StatiCa Connection est améliorée. Les ingénieurs disposent d'une meilleure vue d'ensemble du dimensionnement et de la vérification normative des boulons et des soudures grâce à des informations détaillées et des recommandations conformes à l'Eurocode, fournies dans les tableaux de vérification ainsi que dans le rapport.
Électrodes de soudage définies par l'utilisateur (version 23.1)
Le matériau de soudure est un élément modifiable dans la MPRL (Bibliothèque des matériaux et gammes de produits). Cela signifie que vous pouvez définir les électrodes de soudage indépendamment de la nuance d'acier des plaques assemblées.
Pour ajouter un matériau de soudage défini par l'utilisateur, accédez à l'onglet Matériaux, ajoutez un matériau de Soudure et Modifiez ses propriétés.
Soudure générale mise en évidence dans la scène 3D (version 23.1)
Une amélioration simple a été apportée à la scène 3D de l'application Connection pour une meilleure orientation, notamment dans les modèles d'assemblages plus complexes importés via des liens BIM depuis des applications CAO.
Lorsqu'une opération de soudure générale ou de contact est sélectionnée, la soudure dans la scène 3D est mise en évidence en orange (par défaut).
Avertissement pour les électrodes plus résistantes que les plaques (version 23.1)
Lorsque la vérification du détaillage est activée dans la Configuration normative de l'application Connection, les utilisateurs reçoivent un avertissement si le matériau d'une électrode de soudage est plus résistant que les plaques soudées. Cela contribue à garantir les normes de sécurité du dimensionnement.
Cela s'applique à l'Eurocode (EN) et à la norme indienne (IS), qui contiennent des clauses définissant que la résistance de la soudure est déterminée par la résistance ultime la plus faible des plaques assemblées, et exigeant que le métal d'apport des électrodes de soudage soit plus résistant que le métal de base (EN 1993-1-8 – 4.5.3.2 et IS 800:2007 - 10.5.7.1.1).
Avertissements pour les soudures et les boulons reliant les mêmes plaques (version 23.1)
Le dimensionnement d'un assemblage combinant des soudures et des boulons, ou des boulons et des boulons précontraints, est dangereux et non autorisé par les normes. L'application Connection vous informe automatiquement si un tel flux de travail est utilisé dans un projet, afin de garantir un dimensionnement correct et sûr.
Dimensionnement automatique des soudures selon la ductilité / la résistance totale / la surrésistance (version 24.0)
Le dimensionnement automatique des soudures supprime la saisie manuelle fastidieuse et chronophage ainsi que la vérification de chaque soudure. Grâce à l'algorithme d'automatisation, IDEA StatiCa permet une modélisation plus rapide et un dimensionnement totalement sûr des assemblages soudés.
Dimensionnement automatique des soudures par estimation de la capacité (version 24.0)
Le dimensionnement automatique des soudures répond au défi de l'ajustement manuel de chaque dimension de soudure, qui est à la fois fastidieux et chronophage. En automatisant ce processus, IDEA StatiCa vous aide considérablement à accélérer le processus de dimensionnement et favorise des conceptions de soudures plus cohérentes d'un projet à l'autre.
Soudures en gorge à pénétration partielle (PJP) (versions 24.0, 24.1, 25.0)
L'intégration des soudures en gorge à pénétration partielle, ou soudures bout à bout à pénétration partielle, ou simplement soudures PJP dans IDEA StatiCa Connection répond aux exigences spécifiques définies pour les soudures bout à bout PJP, distinctes de celles applicables aux soudures d'angle.
La dimension d'une soudure à pénétration partielle est prise en compte dans l'analyse avec la valeur saisie. IDEA StatiCa n'applique aucun ajustement, tel que la réduction de la dimension nominale de la soudure — cela relève de la responsabilité de l'utilisateur avant la saisie.
Avertissements relatifs aux éléments de soudure (version 24.1)
Deux types d'avertissements sont intégrés :
- « Type de soudure modifié en soudure bout à bout en raison d'un assemblage bord à bord » (modification du type de soudure causée par une action de modélisation)
- « La soudure n'a pas pu être créée en raison de restrictions géométriques » (couvrant les situations où des imprécisions géométriques entraînent un échec de la création de la soudure)
Améliorations régionales (version 25.0)
Pour les ingénieurs locaux, la version 25.0 offre plusieurs améliorations, notamment les soudures PJP selon l'Eurocode, la mise en œuvre du nouvel ACI et pas seulement pour les ingénieurs américains, les vérifications d'ancrage selon la norme chinoise, la différenciation de la terminologie britannique et américaine, et bien plus encore.
Zone de diffusion des soudures (version 25.0)
La zone de diffusion des soudures est légèrement modifiée dans la version 25.0. L'article suivant explique clairement comment la distribution des efforts d'une plaque à une autre à travers les soudures fonctionne désormais.
La zone de diffusion des soudures diffère considérablement entre les soudures bout à bout et les soudures d'angle. La zone de diffusion du bord de la plaque vers la surface d'une autre plaque est définie selon la figure suivante :
L'effort provenant de la plaque de bord est ensuite distribué dans les nœuds de la plaque de surface en fonction de la proximité du nœud par rapport à la zone de diffusion de la soudure.
Qu'implique le changement dans la version 25.0 ?
- La zone de diffusion a été réduite pour les soudures bout à bout
- La zone de diffusion des soudures d'angle reflète désormais plus précisément la dimension de la soudure d'angle
- L'épaisseur de la plaque de surface n'est désormais plus pertinente pour la zone de diffusion de la soudure
Pourquoi ces modifications ont-elles été apportées ?
- Récemment, nous avons mené un projet commun avec l'Université de Coimbra et ISISE. L'objectif du projet était de créer une série de modèles numériques dans Abaqus (logiciel général d'éléments finis avec éléments finis volumiques) et de comparer les résultats à IDEA StatiCa Connection (éléments finis coques). L'accent est mis sur les assemblages poutre-poteau à moment fléchissant soudés. La comparaison montre que :
- Les résultats des poteaux laminés sans effort de compression significatif dans le poteau sont en bon accord
- Les résultats des poteaux soudés bout à bout sont légèrement non conservateurs (de 5,8 %). C'est pourquoi cette modification — réduction de la zone de diffusion des soudures pour les soudures bout à bout — a été apportée.
Soudure de plaque circulaire (version 26.0)
Les plaques de raidissement circulaires sont couramment utilisées pour renforcer les âmes minces, mais avant la version 26.0, il n'était pas possible de définir des soudures pour ces plaques directement.
Par conséquent, les utilisateurs devaient recourir à des solutions de contournement, en important généralement la plaque sous forme de polygone depuis un fichier DXF, ce qui ajoutait des étapes inutiles et réduisait l'efficacité de la modélisation.
Avec cette mise à jour, les soudures peuvent désormais être définies directement pour les plaques de raidissement de forme circulaire. La plaque est discrétisée en interne en segments, de manière similaire aux sections creuses circulaires, garantissant un comportement d'analyse précis. Le nombre de segments respecte les Paramètres du projet globaux, assurant la cohérence du modèle.
Webinaires et vidéos
Par le passé, nous avons organisé plusieurs webinaires sur la modélisation des assemblages soudés. Vous pouvez trouver de l'inspiration dans les enregistrements suivants :
Soudures & Boulons dans IDEA StatiCa (AISC)
La session de webinaire couvre la théorie des boulons et des soudures et la façon dont ils sont modélisés dans IDEA StatiCa. Les opérations de ces deux composants seront également détaillées, ainsi que quelques conseils. Enfin, l'interprétation des résultats sera expliquée, ainsi que les formules utilisées pour vérifier qu'ils satisfont aux exigences de l'AISC.
Comprendre les résultats de soudure selon l'Eurocode
Le tableau détaillé des résultats peut être consulté avec toutes les formules, y compris les valeurs. Les contraintes directionnelles sont également fournies. Le taux de travail de la soudure est évident. Mais le taux de travail global Utc est calculé à partir de la capacité de l'ensemble de la soudure. Découvrez comment cela fonctionne.
Peut-on trouver une correspondance entre la contrainte dans la soudure et mes calculs manuels ?
La contrainte dans une soudure est calculée dans les directions principales conformément à l'EC et les résultats sont fournis dans les onglets de résultats. Bien que l'analyse dans IDEA StatiCa Connection soit basée sur le CBFEM, dans les cas simples, la contrainte peut être comparée aux calculs manuels pour vérifier les valeurs obtenues.
Définition des soudures d'angle le long d'une âme de SHS et d'une surface de plaque
Les sections creuses et notamment les coins arrondis de leurs sections transversales peuvent parfois être délicats à traiter en ce qui concerne le soudage, etc. Découvrez comment définir correctement une simple soudure d'angle des deux côtés d'un élément SHS, ainsi que ses coins qui doivent être raccordés à la surface d'une plaque.