Oproep tot onderzoekssamenwerking
DE UITDAGING
Het ontwerpen en de normtoetsing van staalverbindingen is de afgelopen tien jaar een van de meest levendige onderwerpen geweest in de academische wereld en de ingenieurssector. In 2014 ontwikkelden de Tsjechische Technische Universiteit in Praag en softwarebedrijf IDEA StatiCa een methode voor het ontwerpen van staalverbindingen, de zogenaamde Component-Based Finite Element Method (CBFEM).
Deze aanpak is met succes geverifieerd en gevalideerd aan de hand van talrijke verificatievoorbeelden, validatiestudies en praktijktests. De methode is ook breed geaccepteerd door de ingenieursgemeenschap – softwarepakketten gebaseerd op de CBFEM-methode (IDEA StatiCa Connection, HILTI Profis Engineering) worden gebruikt door duizenden ingenieurs wereldwijd.
We zijn nu op zoek naar een onderzoekspartner om de verificatie en validatie van de CBFEM-aanpak volgens de AISC-normen voort te zetten en te verdiepen, en om de onderliggende materiaalmodellen verder te ontwikkelen en te verbeteren.
Profiel van de gewenste onderzoekspartner
Afdeling constructieve engineering van een Amerikaanse universiteit, bij voorkeur gericht op staal, idealiter verbindingen. De onderzoekspartner zou een reeks verificatie- en validatievoorbeelden uitvoeren en aanbevelingen formuleren om de maximaal mogelijke toepasbaarheid volgens de AISC-normen te waarborgen. De verificatiewerkzaamheden worden gecoördineerd door het team van prof. Wald aan de CTU. Alle benodigde ondersteuning met betrekking tot de software wordt verzorgd door het IDEA StatiCa-team.
Alle verificatiewerkzaamheden worden gefinancierd door IDEA StatiCa op basis van een contract met de onderzoekspartner.
Typische verificatievoorbeeld structuur
- Beschrijving van de verbinding - afbeeldingen, type
- Beschrijving van het analytisch model - handberekeningen, aannames, clausules uit AISC
- Beschrijving van het CBFEM-model - hoe het werkt, verschillen met het analytisch model
- Verificatie van het CBFEM-model
- Gevoeligheidsanalyse – tabellen en grafieken voor verschillende parameters, bijv. staalsoort, staafprofiel, kopplaatdikte, enz. Vergelijking van de resultaten volgens CBFEM en het analytisch model
- Conclusie – verklaar verschillen (indien aanwezig) veroorzaakt door vereenvoudigingen in het analytisch model, rotatie-as, aannames voor lasspanningen, enz.
Onze filosofie van testen
Het validatie- en verificatieproces bevestigt dat de resultaten van de software correct zijn. Verificatie is een vergelijking met een analytische methode, die meestal is opgenomen in een norm (bijv. AISC 360-16). Validatie is een vergelijking van een numeriek model met een experiment. Het numerieke model is vaak zeer geavanceerd, inclusief materiaal- en geometrische niet-lineariteiten. De resultaten van het numerieke model worden vergeleken met die van CBFEM. De resultaten hoeven niet perfect overeen te komen, maar de CBFEM-resultaten moeten aan de veilige kant liggen.
Verificatie boek van prof. Wald
Momenteel is de meest uitgebreide set verificatievoorbeelden opgesteld voor de Eurocode (EN1993-1-8:2005). Het team van professor Wald heeft de meest relevante verificaties en toelichtingen samengevat in het boek "Component-based finite element design of steel connections". Deze samenwerking zou ernaar moeten streven iets soortgelijks te creëren voor de AISC.
Coördinatoren
Prof. Frantisek Wald
Professor en hoofd van de afdeling Staal- en Houtconstructies aan de Tsjechische Technische Universiteit in Praag
Tijdens zijn rijke professionele carrière heeft hij deelgenomen aan tien Europese projecten op het gebied van verbindingsontwerp en verschillende andere projecten gericht op de componentenmethode, kolomvoeten, staal- en betonverbindingen, brandontwerp en geavanceerde eindige-elementenanalyse.
Prof. Wald ontving twee onderscheidingen voor de ontwikkeling van de Component-Based Finite Element Method (CBFEM) – de CKAIT Pavel Juchelka Czech Award en de ECCS Charles Massonet European Award.
Juraj Sabatka
CSO&CFO bij IDEA StatiCa
Een van de managers bij IDEA StatiCa, een bedrijf dat software ontwikkelt voor constructeurs en detailleerders. Ons ontwikkelteam ontdekt, test en past nieuwe methoden toe voor het analyseren van het gedrag van constructies en hun staven. Op basis hiervan creëren we IDEA StatiCa – software die ingenieurs in staat stelt sneller te werken, de eisen van de nationale norm grondig te evalueren en de optimale hoeveelheid materiaal te gebruiken. Voor ons is het ontwikkelen van software een manier om bij te dragen aan het veiliger en goedkoper maken van elke nieuwe bouw wereldwijd.
Succesvolle R&D-projecten
Onze belangrijkste R&D-projecten van de afgelopen jaren combineren academische excellentie en softwareontwikkeling om innovatieve tools te leveren voor constructeurs. We bouwen aan een internationaal netwerk van experts die bijdragen aan betere tools voor de constructieve engineering.
