Materiałowy model połączenia stalowego

Najczęściej stosowanymi diagramami materiałowymi w modelowaniu metodą elementów skończonych stali konstrukcyjnej są: model idealnie plastyczny lub sprężysty z umocnieniem oraz diagram prawdziwego naprężenia-odkształcenia. Diagram prawdziwego naprężenia-odkształcenia wyznaczany jest na podstawie właściwości materiałowych stali miękkiej w temperaturze otoczenia, uzyskanych w próbach rozciągania. Prawdziwe naprężenie i odkształcenie można wyznaczyć w następujący sposób:

\[ \sigma_{true}=\sigma (1 + \varepsilon) \]

\[ \varepsilon_{true}=\ln (1 + \varepsilon) \]

gdzie σ_true jest prawdziwym naprężeniem, ε_true prawdziwym odkształceniem, σ naprężeniem inżynierskim, a ε odkształceniem inżynierskim.

Blachy w IDEA StatiCa Connection są modelowane z materiałem sprężysto-plastycznym z nominalnym nachyleniem plateau plastycznego zgodnie z EN1993-1-5, pkt C.6, (2), tan^-1 (E/1000). Zachowanie materiału opiera się na kryterium plastyczności von Misesa. Przyjmuje się, że materiał zachowuje się sprężyście do osiągnięcia obliczeniowej granicy plastyczności, f_yd.

Kryterium stanu granicznego nośności dla obszarów niepodatnych na wyboczenie jest osiągnięcie granicznej wartości głównego odkształcenia membranowego. Zalecana wartość wynosi 5 % (np. EN1993-1-5, Zał. C, pkt C.8, Uwaga 1).

Diagramy materiałowe stali w modelach numerycznych

Graniczna wartość odkształcenia plastycznego jest często przedmiotem dyskusji. W rzeczywistości obciążenie graniczne wykazuje małą wrażliwość na graniczną wartość odkształcenia plastycznego przy zastosowaniu modelu idealnie plastycznego. Zostało to zilustrowane na poniższym przykładzie węzła belka-słup. Belka o przekroju otwartym IPE 180 jest połączona ze słupem o przekroju otwartym HEB 300 i obciążona momentem gnącym. Wpływ granicznej wartości odkształcenia plastycznego na nośność belki przedstawiono na poniższym rysunku. Graniczne odkształcenie plastyczne zmienia się od 2 % do 8 %, natomiast zmiana nośności na moment jest mniejsza niż 4 %.

Przykład prognozowania stanu granicznego nośności węzła belka-słup

Wpływ granicznej wartości odkształcenia plastycznego na nośność na moment