ข้อมูลเชิงลึกสำคัญเกี่ยวกับข้อจำกัด ความยาวชิ้นส่วน และการวิเคราะห์ GMNA เทียบกับ MNA

MNA พิจารณาความไม่เชิงเส้นของวัสดุ โดยมุ่งเน้นที่พฤติกรรมของวัสดุภายใต้ความเค้นโดยไม่คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงเรขาคณิตของโครงสร้าง ในทางตรงกันข้าม GMNA รวมทั้งความไม่เชิงเส้นของวัสดุและความไม่เชิงเส้นทางเรขาคณิต ทำให้การวิเคราะห์ครอบคลุมมากขึ้นโดยพิจารณาการเสียรูปที่เปลี่ยนแปลงเรขาคณิตของโครงสร้าง 

การเลือกประเภทการวิเคราะห์ที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับข้อจำกัดและความยาวชิ้นส่วนที่เฉพาะเจาะจง การกำหนดเงื่อนไขเหล่านี้อย่างถูกต้องช่วยให้การวิเคราะห์สอดคล้องกับพฤติกรรมจริงของโครงสร้าง ข้อจำกัดไม่ส่งผลต่อความสามารถในการรับแรงและพฤติกรรมของการเชื่อมต่อสำหรับ GMNA และ MNA เลยสำหรับการเชื่อมต่อแบบสมมาตรและรับแรงตามแนวแกน แต่ในกรณีของการเชื่อมต่อแบบไม่สมมาตร พฤติกรรมจะแตกต่างออกไป การเชื่อมต่อแบบไม่สมมาตรก่อให้เกิดความคลาดเคลื่อนสำหรับการเชื่อมต่อที่รับแรงตามแนวแกนเนื่องจากความเยื้องศูนย์ ส่งผลให้เกิดความไม่ปลอดภัยอย่างมากในระหว่างกระบวนการสร้างแบบจำลอง ข้อจำกัดเป็นปัจจัยสำคัญและก่อให้เกิดความแตกต่างอย่างมากระหว่างผลลัพธ์ของความเค้น ประเภทของการวิเคราะห์และข้อจำกัดส่งผลอย่างมีนัยสำคัญต่อพฤติกรรมของชิ้นส่วน/การเชื่อมต่อ สำหรับ GMNA ผลกระทบอันดับสองจะขึ้นอยู่กับความยาวและการเชื่อมต่อทั้งสองด้านของชิ้นส่วน การศึกษาพฤติกรรมที่แตกต่างกันสามารถพบได้ในบทที่ 03. MNA vs GMNA - Joint Design Resistance

นอกจากนี้ยังมีความสำคัญที่จะต้องรักษาความยาวชิ้นส่วนตามการตั้งค่าเริ่มต้น ซึ่งอิงจากการวิจัยและการตรวจสอบมาหลายทศวรรษ หากชิ้นส่วนยาวเกินไป การวิบัติอาจเกิดขึ้นในบริเวณอื่นที่ไม่ใช่บริเวณใกล้เคียงกับการเชื่อมต่อ เนื่องจากแรงภายในอยู่ห่างจาก node ส่งผลให้แนวโน้มของแรงอาจแตกต่างออกไป ความใกล้ชิดของการเชื่อมต่อและความยาวเริ่มต้นช่วยลดข้อผิดพลาดในแรงภายใน 

บทความนี้ยังมุ่งเน้นที่การเชื่อมต่อที่ประกอบแบบไม่สมมาตร เช่น แผ่น Gusset และผลกระทบต่อแรงรอง ซึ่งควรตรวจสอบด้วย IDEA StatiCa Member ข้อจำกัดของชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อกับจุดต่อใน IDEA StatiCa Connection จะต้องสอดคล้องกับพฤติกรรมของจุดต่อใน IDEA StatiCa Member ขั้นตอนการหาข้อจำกัดที่ถูกต้องอธิบายไว้ในบทที่ 07. ตัวอย่าง: แผ่น Gusset แบบไม่สมมาตรใน IDEA StatiCa Member & Connection โปรดจำไว้ว่า IDEA StatiCa Connection จัดการเฉพาะความไม่เสถียรจากการโก่งเดาะเฉพาะที่ การโก่งเดาะโดยรวมเป็นปัจจัยควบคุมและควรตรวจสอบโดยใช้ FEA โดยรวม หรือควรใช้ IDEA StatiCa Member โดยพิจารณาความแข็งของการเชื่อมต่อ ความไม่สมบูรณ์โดยรวมควรได้รับการเชื่อมโยงและวิเคราะห์ใน FEA โดยรวมก่อน โดยฉายเป็นแรงกระทำหรือความไม่สมบูรณ์เพิ่มเติมในแบบจำลองชิ้นส่วน การละเลยความไม่สมบูรณ์นี้อาจนำไปสู่การประเมินการออกแบบโครงสร้างต่ำเกินไป

01. MNA vs GMNA โดยทั่วไป

การวิเคราะห์แบบไม่เชิงเส้นทางวัสดุ (MNA): 

• จุดมุ่งเน้น: พิจารณาเฉพาะความไม่เชิงเส้นของวัสดุของโครงสร้าง 
• ความไม่เชิงเส้นของวัสดุ: หมายถึงพฤติกรรมไม่เชิงเส้นของวัสดุเมื่อถูกกระทำด้วยแรงเกินขีดจำกัดยืดหยุ่น ในวัสดุเช่นเหล็กหรือ Concrete เมื่อความเค้นเกินค่าขีดจำกัดที่กำหนด (กำลังครากของวัสดุ) ความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นและความเครียดจะไม่เป็นเชิงเส้นอีกต่อไป ซึ่งเรียกว่าพลาสติซิตี และโครงสร้างอาจเกิดการเสียรูปถาวร 
• สมมติฐานหลัก: 
  • เรขาคณิตของโครงสร้างไม่เปลี่ยนแปลงในระหว่างกระบวนการรับแรง (พฤติกรรมเชิงเส้นทางเรขาคณิต) และการเสียรูปคำนวณจากรูปร่างเดิม
  • โครงสร้างได้รับการวิเคราะห์สำหรับการเปลี่ยนแปลงในคุณสมบัติของวัสดุ แต่ไม่ใช่สำหรับการเปลี่ยนแปลงรูปร่างหรือการจัดวาง 

การวิเคราะห์แบบไม่เชิงเส้นทางเรขาคณิตและวัสดุ (GMNA): 

• จุดมุ่งเน้น: พิจารณาทั้งความไม่เชิงเส้นของวัสดุและความไม่เชิงเส้นทางเรขาคณิต 
• ความไม่เชิงเส้นของวัสดุ: เช่นเดียวกับ MNA GMNA พิจารณาความสัมพันธ์ความเค้น-ความเครียดที่ไม่เชิงเส้นของวัสดุเกินขีดจำกัดยืดหยุ่น (พลาสติซิตี การแตกร้าว เป็นต้น) 
• ความไม่เชิงเส้นทางเรขาคณิต: หมายถึงการเปลี่ยนแปลงในเรขาคณิตของโครงสร้างเมื่อเกิดการเสียรูป เมื่อโครงสร้างเกิดการเสียรูปขนาดใหญ่ เรขาคณิตเดิมจะเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่ง ส่งผลต่อแรงภายในและการกระจายความเค้น การเสียรูปเองมีอิทธิพลต่อพฤติกรรมของโครงสร้างภายใต้แรงกระทำ 
• สมมติฐานหลัก: 
  • ทั้งคุณสมบัติของวัสดุและเรขาคณิตของโครงสร้างเปลี่ยนแปลงเมื่อมีการใช้แรงกระทำ 
  • วิธีนี้มีความแม่นยำมากกว่าสำหรับโครงสร้างที่มีการเสียรูปขนาดใหญ่ซึ่งต้องคำนึงถึงรูปร่างใหม่ของโครงสร้างภายใต้แรงกระทำ เช่น เสาหรือคานเพรียวบางภายใต้การโก่งเดาะ หรือเมมเบรนเช่นโครงสร้างผ้าแรงดึง 
  • ในกรณีที่ไม่มีความเยื้องศูนย์ เรขาคณิตจะไม่ถูกรบกวน จึงจำเป็นต้องมีความไม่สมบูรณ์เริ่มต้น

สรุป:

• MNA: พิจารณาเฉพาะความไม่เชิงเส้นของวัสดุ (ละเลยผลกระทบทางเรขาคณิต)
• GMNA: พิจารณาทั้งความไม่เชิงเส้นของวัสดุและเรขาคณิต (คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงทางเรขาคณิตเนื่องจากการเสียรูปขนาดใหญ่)

ดังนั้น GMNA จึงให้การวิเคราะห์ที่ครอบคลุมมากกว่า โดยเฉพาะสำหรับโครงสร้างที่เกิดการเสียรูปอย่างมีนัยสำคัญหรือการเชื่อมต่อที่ประกอบแบบเยื้องศูนย์

02. แบบจำลองเบื้องหลัง IDEA StatiCa Connection

การทำความเข้าใจพฤติกรรมทางกลของแบบจำลองต้องการความเข้าใจว่าแรงถูกถ่ายโอนอย่างไร และประเภทแบบจำลองสำหรับชิ้นส่วนเดี่ยวส่งผลต่อพฤติกรรมการเชื่อมต่ออย่างไร

02.1. แบบจำลองเชิงตัวเลข

การก่อสร้างแบบจำลองเชิงตัวเลขช่วยให้มั่นใจว่าแบบจำลองมีพฤติกรรมตามที่คาดหวังโดยอิงจากแรงภายในที่ node ของแต่ละชิ้นส่วน ปลายของชิ้นส่วนได้รับการยึดด้วยองค์ประกอบแบบย่อที่อนุญาตให้เกิดการบิดเบี้ยวและไม่ทำให้ปลายของแต่ละชิ้นส่วนแข็งตัวโดยไม่จำเป็น สมการการเชื่อมโยงถูกรวมไว้ที่ปลายขององค์ประกอบแบบย่อและกระจายแรงจากชิ้นส่วนแต่ละชิ้น

ความยาวขององค์ประกอบแบบย่อถูกกำหนดเป็น 4 เท่าของค่าสูงสุดจากความกว้างและความสูงของหน้าตัด 

\[\textsf{\textit{\footnotesize{01) Numerical model behind IDEA StatiCa Connection}}}\]

ประเภทแบบจำลอง N-Vy-Vz-Mx-My-Mz

ประเภทแบบจำลอง N-Vy-Vz-Mx-My-Mz ถูกตั้งค่าเป็นค่าเริ่มต้นสำหรับแบบจำลองทั้งหมด Node ที่มีข้อจำกัดที่เหมาะสมไม่ถูกจำกัด และอิสระในการเคลื่อนที่ทั้งหกทิศทางไม่ถูกจำกัด หมายความว่าสามารถใช้แรงได้ทุกทิศทาง ความแข็งที่แตกต่างกันนำไปสู่การเสียรูปที่แตกต่างกันของชิ้นส่วนและการเชื่อมต่อทั้งหมด ประเด็นสำคัญที่ควรจำคือ:

• อิสระในการเคลื่อนที่หกทิศทางถูกปลดปล่อยที่ node
• สามารถใช้แรงภายในทั้งหกได้
• ความแข็งของแต่ละส่วนของชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อกำหนดพฤติกรรมของการเชื่อมต่อ
• รักษาความยาวชิ้นส่วนตามที่กำหนดโดยการตั้งค่าเริ่มต้น

\[\textsf{\textit{\footnotesize{02) Analytical model behind IDEA StatiCa Connection for constraint in horizontal member N-Vy-Vy-Mx-My-Mz}}}\]

ประเภทแบบจำลอง N-Vy-Vz

ข้อจำกัด N-Vy-Vz จำกัดอิสระในการเคลื่อนที่ที่ node ของชิ้นส่วนที่ถูกใช้งาน อิสระในการหมุนทั้งหมด Rx-Ry-Rz ถูกจำกัด ซึ่งมีผลต่อการกำหนดแรงภายในโดยสามารถเพิ่มเฉพาะ N-Vy-Vz ในแรงภายในเท่านั้น ข้อจำกัดเหล่านี้เปลี่ยนแปลงแผนภาพสถิตย์ ส่งผลให้เกิดการเสียรูปที่แตกต่างกัน ปฏิกิริยาเพิ่มเติม ความเค้น และความไม่สอดคล้องในรูปแบบของปฏิกิริยารอง ประเด็นสำคัญที่ควรจำคือ:

• ประเภทแบบจำลอง N-Vy-Vz ควรใช้สำหรับการวิเคราะห์ความเค้น-ความเครียดในกรณีการเชื่อมต่อด้วยสลักเกลียวตัวเดียวเพื่อป้องกันการเคลื่อนที่หมุนแบบจลนศาสตร์
• ข้อจำกัดก่อให้เกิดโมเมนต์ในอิสระในการเคลื่อนที่ที่ถูกจำกัด = ความเค้นเพิ่มเติม ปฏิกิริยารอง
• ไม่ควรใช้สำหรับการเชื่อมต่อที่ประกอบแบบเยื้องศูนย์ = ใช้ IDEA StatiCa Member
• ตำแหน่งของแรงเฉือนไม่มีความสำคัญ เนื่องจากโมเมนต์ดัดทั้งหมดถูกถ่ายโอนผ่านจุดรองรับปลาย
• โปรดจำไว้ว่าข้อจำกัดอยู่ที่ปลายขององค์ประกอบแบบย่อที่มองไม่เห็น โดยมีความยาวเริ่มต้น 4 เท่าของความกว้างหรือความลึกของหน้าตัด แล้วแต่ค่าใดจะมากกว่า

\[\textsf{\textit{\footnotesize{03) Analytical model behind IDEA StatiCa Connection for constraint in horizontal member N-Vy-Vz}}}\]

GMNA ใน IDEA StatiCa Connection 

ในกรณีของหน้าตัดกลวง โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่มีอัตราส่วนเส้นผ่านศูนย์กลางต่อความหนาสูง การวิเคราะห์เชิงเส้นทางเรขาคณิตอาจไม่สามารถจำลองพฤติกรรมของจุดต่อได้อย่างแม่นยำเพียงพอ และความสามารถในการรับแรงอาจถูกประเมินต่ำหรือสูงเกินไป จึงแนะนำให้ใช้การวิเคราะห์แบบไม่เชิงเส้นทางเรขาคณิตและวัสดุที่ซับซ้อนกว่าสำหรับจุดต่อของหน้าตัดกลวง ดังนั้นการวิเคราะห์ GMNA จะถูกเปิดใช้งานเมื่อชิ้นส่วนรับแรงเป็นหน้าตัดกลวง มิฉะนั้น ความไม่เชิงเส้นทางเรขาคณิตจะถูกปิดใช้งานสำหรับการวิเคราะห์แบบจำลองการเชื่อมต่อทั้งหมด โดยไม่คำนึงถึงการตั้งค่าใน code setup (GMNA เปิดหรือปิด) 

\[\textsf{\textit{\footnotesize{04) Sections supporting the GMNA}}}\]

แผนภาพแรง-การเสียรูปทั่วไปสำหรับจุดต่อหน้าตัดกลวง เส้นสีแดงแสดงชิ้นส่วนผนังบางภายใต้แรงอัด เส้นสีเขียวแสดงชิ้นส่วนทั่วไปภายใต้แรงอัด เส้นสีน้ำเงินแสดงตัวอย่างเช่น X-joint ภายใต้แรงดึง

03. MNA vs GMNA - Joint Design Resistance

03.1. การเชื่อมต่อแบบสมมาตร - N-Vy-Vz-My-Mx-Mz

สมมติว่าการเชื่อมต่อส่วนใหญ่บนโครงสร้างถูกประกอบแบบสมมาตร ซึ่งหมายความว่าแผ่น Gusset ถูกวางไว้ทั้งสองด้าน และสลักเกลียวถูกกระจายอย่างสม่ำเสมอ ดังนั้นแรงตามแนวแกนจึงไม่ก่อให้เกิดการดัดเพิ่มเติมของชิ้นส่วน ในสถานการณ์นี้ ความแตกต่างระหว่าง GMNA และ MNA ในการออกแบบ IDEA Connection จะไม่ก่อให้เกิดความแตกต่างมากนัก วิศวกรโครงสร้างไม่อนุญาตให้เกิดการเสียรูปขนาดใหญ่ที่การเชื่อมต่อในกรณีส่วนใหญ่ ทั้งนี้เนื่องจากความไม่เชิงเส้นทางเรขาคณิตไม่ก่อให้เกิดความเค้นเพิ่มเติมจากการเสียรูปขององค์ประกอบการเชื่อมต่อ/โครงสร้างเอง นี่คือเป้าหมายของขีดจำกัดความเครียดพลาสติก 5% สำหรับการออกแบบแผ่นเหล็ก ซึ่งใกล้เคียงกับสมมติฐานยืดหยุ่นและการเสียรูปขนาดเล็กมาก

\[\textsf{\textit{\footnotesize{05) Symmetrical gusset plate and RHS section - only axial forces, model type N-Vy-Vz-Mx-My-Mz, equilibrium on }}}\]

\[\textsf{\textit{\footnotesize{06) JDR analysis, differences between GMNA vs MNA}}}\]

ผลของการเสริมความแข็งจากเมมเบรนที่เกิดจาก GMNA ได้รับการพิจารณาแล้ว ส่งผลให้ความสามารถในการรับแรงลดลงเล็กน้อยเนื่องจากความเค้นเมมเบรนเพิ่มเติม ซึ่งเพิ่มสภาวะความเค้น ความเค้นสมมูล Von-Mises ถึงความเครียดพลาสติก 5% เร็วขึ้น ความแตกต่างอยู่ที่ 2.6% ของแรงสูงสุด ซึ่งไม่ใช่ความคลาดเคลื่อนที่มีนัยสำคัญ

03.2. การเชื่อมต่อแบบสมมาตร - N-Vy-Vz

ข้อจำกัด N-Vy-Vz จำกัดการหมุน (อนุญาตเฉพาะการเลื่อน) ที่ node สำหรับคานแนวนอน เนื่องจากความสมมาตร โมเมนต์ขนาดเล็กมากใกล้ศูนย์จะเกิดขึ้นที่จุดรองรับ สรุปได้ว่าสำหรับข้อจำกัดแบบสมมาตรและแรงตามแนวแกนเท่านั้น ไม่คาดว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงในผลลัพธ์

\[\textsf{\textit{\footnotesize{07) Model of symmetrically assembled gusset plate and RHS section - only axial forces included and, model type N-Vy-Vz, equilibrium on}}}\]

\[\textsf{\textit{\footnotesize{8) JDR analysis, differences between GMNA vs MNA}}}\]

03.3. การเชื่อมต่อแบบไม่สมมาตร - N-Vy-Vz-My-Mx-Mz

เนื่องจากความเยื้องศูนย์ การเชื่อมต่อที่ออกแบบแบบไม่สมมาตรมีแนวโน้มที่จะเกิดโมเมนต์ดัดเพิ่มเติมและผลกระทบอันดับสอง การเชื่อมต่อประเภทนี้โดยทั่วไปมีความซับซ้อนในการออกแบบ ในตัวอย่างต่อไปนี้ แสดงให้เห็นความแตกต่างในผลลัพธ์:

\[\textsf{\textit{\footnotesize{09) Asymmetrical gusset plate and RHS section - only axial forces, model type N-Vy-Vz-Mx-My-Mz, equilibrium on}}}\]

\[\textsf{\textit{\footnotesize{10) JDR analysis, differences between GMNA vs MNA}}}\]

ความแตกต่างในความสามารถในการรับแรงมีนัยสำคัญ เนื่องจากใน GMNA เรขาคณิตการเชื่อมต่อที่เสียรูปใหม่จะถูกสร้างขึ้นในแต่ละขั้นตอนของการรับแรง ส่งผลให้เกิดความเค้นดัดเพิ่มเติม สำหรับ MNA การเพิ่มแรงกระทำจะสะสมบนแบบจำลองที่ไม่เสียรูป ป้องกันความเค้นเพิ่มเติมเหล่านี้ ซึ่งหมายความว่าการเชื่อมต่อแบบเยื้องศูนย์มีความอ่อนไหวต่อผลกระทบอันดับสองที่ขับเคลื่อนโดยความแข็งของการเชื่อมต่อ ความแตกต่างในความสามารถในการรับแรงสำหรับแบบจำลองที่นำเสนออยู่ที่ 33% แต่ค่านี้อาจสูงกว่านี้สำหรับการจัดวางแผ่น Gusset ที่แตกต่างกัน

03.4. การเชื่อมต่อแบบไม่สมมาตร - N-Vy-Vz

ข้อจำกัดการหมุนที่ node ของคานแนวนอนป้องกันการเสียรูปและนำไปสู่โมเมนต์ที่เพิ่มขึ้นที่จุดรองรับ (ปฏิกิริยารอง) เนื่องจากข้อจำกัดเหล่านี้ จึงมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในความสามารถในการรับแรงของการเชื่อมต่อเอง เมื่อเปรียบเทียบความสามารถในการรับแรงภายใต้ข้อจำกัด N-Vy-Vz-Mx-My-Mz และข้อจำกัด N-Vy-Vz มีความคลาดเคลื่อน 26.8% แบบจำลองที่มีข้อจำกัด N-Vy-Vz แสดงความสามารถในการรับแรงที่สูงกว่า ความคลาดเคลื่อนที่คล้ายกันนี้ยังพบได้สำหรับ GMNA 

\[\textsf{\textit{\footnotesize{11) Asymmetrical gusset plate and RHS section - only axial forces, model type N-Vy-Vz, equilibrium on }}}\]

\[\textsf{\textit{\footnotesize{12) JDR analysis, differences between GMNA vs MNA}}}\]

03.5. บทสรุปจาก GMNA vs MNA - Joint Design Resistance

\[\textsf{\textit{\footnotesize{13) Summary of results from stress-strain analysis for default length of the members}}}\]

โดยอิงจากความสามารถในการรับแรงด้วยการตั้งค่าเริ่มต้นในแอปพลิเคชัน IDEA StatiCa สามารถสรุปได้ดังนี้:

• ข้อจำกัดไม่ส่งผลต่อความสามารถในการรับแรงและพฤติกรรมของการเชื่อมต่อสำหรับ GMNA และ MNA เลยสำหรับการเชื่อมต่อแบบสมมาตรและรับแรงตามแนวแกน
• หากแรงตามแนวแกนถูกใช้กับการเชื่อมต่อแบบไม่สมมาตร ข้อจำกัดมีความสำคัญ ส่งผลให้เกิดความแตกต่างในผลลัพธ์ระหว่าง GMNA และ MNA เนื่องจากแรงรอง
• การเชื่อมต่อแบบไม่สมมาตรก่อให้เกิดความคลาดเคลื่อนสำหรับการเชื่อมต่อที่รับแรงตามแนวแกนเนื่องจากความเยื้องศูนย์ ส่งผลให้เกิดความไม่ปลอดภัยอย่างมากในระหว่างกระบวนการสร้างแบบจำลอง ข้อจำกัดเป็นปัจจัยสำคัญและก่อให้เกิดความแตกต่างอย่างมากระหว่างผลลัพธ์ของความเค้น
• คำแนะนำแรกสำหรับการเชื่อมต่อที่ประกอบแบบเยื้องศูนย์ -> ทำการวิเคราะห์ MNA และใช้คำแนะนำในบทความนี้
• สำหรับ GMNA ผลกระทบอันดับสองจะขึ้นอยู่กับความยาวและการเชื่อมต่อทั้งสองด้านของชิ้นส่วน การกำหนดค่านี้ไม่สามารถใช้ในการออกแบบการเชื่อมต่อได้เนื่องจากนำไปสู่ความไม่ปลอดภัยอย่างมีนัยสำคัญ คำแนะนำที่สองที่เราเน้นคือการใช้ IDEA StatiCa Member เพื่อทราบพฤติกรรมที่เหมาะสมของการเชื่อมต่อและชิ้นส่วน
• ใช้ GMNA เฉพาะสำหรับการเจาะทะลุหรือผลกระทบเฉพาะที่บนหน้าตัด RHS, SHS หรือท่อ เพื่อตรวจจับผลของการเสริมความแข็งจากเมมเบรน

04. ผลกระทบของความยาวชิ้นส่วนต่อผลลัพธ์

ความยาวชิ้นส่วนมาจากการวิจัยและการตรวจสอบมาหลายทศวรรษ การเชื่อมต่อเป็นบริเวณเฉพาะที่บนโครงสร้าง และที่ IDEA StatiCa Connection เรามุ่งมั่นที่จะทำความเข้าใจพฤติกรรมในบริเวณใกล้เคียงกับการเชื่อมต่อแทนที่จะเป็นความยาวทั้งหมดของคาน ซึ่งเป็นบทบาทหลักของเครื่องมือ FEA โดยรวม

04.1. การเชื่อมต่อแผ่น Gusset แบบสมมาตร - แรงตามแนวแกนเท่านั้น

แรงตามแนวแกนและการวิเคราะห์ MNA ถูกใช้เพื่อกำหนดการตอบสนองของโครงสร้าง ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น GMNA จะไม่เปลี่ยนแปลงการตอบสนองสำหรับการเชื่อมต่อที่ประกอบแบบสมมาตร การเปรียบเทียบระหว่างความยาวเริ่มต้น 1.25 เท่าของความยาวชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้องและ 10 เท่าของความยาวชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้องพร้อมข้อจำกัดต่างๆ ได้สรุปไว้ด้านล่าง

\[\textsf{\textit{\footnotesize{14) JDR analysis, MNA, default length of the member and axial load only}}}\]

\[\textsf{\textit{\footnotesize{15) JDR analysis, MNA, 10*height of the member and axial load only}}}\]

04.2. บทสรุปจาก GMNA vs MNA - Joint Design Resistance - ความยาวที่ไม่ใช่มาตรฐาน

โดยอิงจากความสามารถในการรับแรงด้วยความยาวที่ไม่ใช่มาตรฐานของชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้องในแอปพลิเคชัน IDEA StatiCa สามารถสรุปได้ดังนี้:

\[\textsf{\textit{\footnotesize{16) Summary of results from stress-strain analysis for a nonstandard length of the members}}}\]

• สำหรับการเชื่อมต่อที่ออกแบบแบบสมมาตรที่รับแรงตามแนวแกน ประเภทการวิเคราะห์ ความยาว และข้อจำกัดมีผลกระทบน้อยมากต่อความสามารถในการรับแรง
• ความแตกต่างสูงสุด 10% ส่วนที่มากกว่าของความคลาดเคลื่อนเกิดจากข้อจำกัด N-Vy-Vz (เฉพาะสำหรับแรงตามแนวแกนและการเชื่อมต่อนี้) ความคลาดเคลื่อนเกิดจากตำแหน่งการวิบัติที่แตกต่างกัน
• หากชิ้นส่วนยาวเกินไป การวิบัติอาจเกิดขึ้นในบริเวณอื่นที่ไม่ใช่บริเวณใกล้เคียงกับการเชื่อมต่อ เนื่องจากแรงภายในอยู่ห่างจาก node ส่งผลให้แนวโน้มของแรงอาจแตกต่างออกไป ความใกล้ชิดของการเชื่อมต่อและความยาวเริ่มต้นช่วยลดข้อผิดพลาดในแรงภายใน 
• รักษาความยาวชิ้นส่วนตามการตั้งค่าเริ่มต้น                 

04.3. วิธีจัดการกับการเชื่อมต่อแผ่น Gusset แบบไม่สมมาตรที่รับแรงตามแนวแกนเท่านั้น?

คำแนะนำที่กล่าวถึงข้างต้นมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการจำลองและออกแบบการเชื่อมต่อที่ประกอบแบบไม่สมมาตร ประเภทการวิเคราะห์และข้อจำกัดส่งผลอย่างมีนัยสำคัญต่อพฤติกรรมของชิ้นส่วน/การเชื่อมต่อ คำถามที่เกิดขึ้นคือ: ควรใช้การวิเคราะห์และข้อจำกัดใด? น่าแปลกใจที่ไม่มีวิธีแก้ปัญหาเหล่านั้นใน IDEA StatiCa Connection แต่การใช้ IDEA StatiCa Member เพื่อจำลองพฤติกรรมที่เหมาะสมของชิ้นส่วนและการเชื่อมต่อคือแนวทางที่ถูกต้อง ข้อจำกัดและประเภทการวิเคราะห์ใน IDEA StatiCa Connection ไม่สามารถคาดการณ์วิธีแก้ปัญหาที่แม่นยำได้ เนื่องจากขาดข้อมูลเกี่ยวกับการเชื่อมต่อที่สองและความยาวชิ้นส่วน ส่งผลให้เกิดความไม่ชัดเจนในการออกแบบการเชื่อมต่อ ดังที่เห็นในกรณีของ GMNA และข้อจำกัด N-Vy-Vz-Mx-My-Mz (รูปที่ 17) ความสามารถในการรับแรงต่ำที่สุดเนื่องจากผลกระทบอันดับสอง หากเพิ่มความยาวชิ้นส่วน ความแข็งจะลดลงอย่างรวดเร็ว ดังที่แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนในรูปที่ 18 สำหรับ GMNA และความยาว 10 เท่าของค่าเริ่มต้น ความสามารถในการรับแรงถึงเพียง 5.9%

\[\textsf{\textit{\footnotesize{17) JDR analysis, 1.25*default length of member, N-Vy-Vz-Mx-My-Mz}}}\]

\[\textsf{\textit{\footnotesize{18) JDR analysis, 10*default length of member, N-Vy-Vz-Mx-My-Mz}}}\]

\[\textsf{\textit{\footnotesize{19) JDR analysis, 10*default length of member, N-Vy-Vz}}}\]

• รักษาความยาวชิ้นส่วนตามค่าเริ่มต้น - การตั้งค่าที่มาจากการวิจัยและการตรวจสอบมาหลายทศวรรษ
• ชิ้นส่วนที่ยาวขึ้น = ข้อผิดพลาดที่เพิ่มขึ้นในด้านการกระจายแรงภายใน
• ชิ้นส่วนที่ยาวขึ้น = บริเวณการวิบัติที่แตกต่างกันจากบริเวณใกล้เคียงกับการเชื่อมต่อ คุณแก้ปัญหาเฉพาะที่ ไม่ใช่ปัญหาโดยรวม
• เนื่องจากตัวแปรที่ไม่ทราบสองตัว (ความยาวชิ้นส่วนจริง และการเชื่อมต่ออีกด้านหนึ่ง) ผลกระทบอันดับสองขึ้นอยู่กับความยาว = การเพิ่มความยาวนำไปสู่ความสามารถในการรับแรงที่ต่ำลง การเชื่อมต่ออีกด้านหนึ่งของชิ้นส่วนที่วิเคราะห์ขับเคลื่อนความสามารถในการรับแรงเนื่องจากความแข็งที่ไม่ทราบค่าสำหรับ IDEA StatiCa Connection
• สำหรับการเชื่อมต่อที่ประกอบแบบไม่สมมาตร ให้ใช้ IDEA StatiCa Member

05. ความไม่สอดคล้อง - แรงรอง

ความไม่สอดคล้องที่ระบุได้หลังการวิเคราะห์ให้ข้อมูลทั่วไปเพิ่มเติมเกี่ยวกับแบบจำลอง แรงรองเกิดจากข้อจำกัดการหมุนที่ node

\[\textsf{\textit{\footnotesize{20) Nonconformity, secondary forces, one bolt connections}}}\]

• ประเภทแบบจำลอง N-Vy-Vz จำกัดการหมุน - แรงรองจะปรากฏขึ้น
• แรงรองมีความแปรปรวนในสภาวะความเค้นของชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้อง
• ผลกระทบของแรงรองควรตรวจสอบด้วย IDEA StatiCa Member เพื่อให้มั่นใจว่าอยู่ในช่วงสภาวะความเค้นที่เหมาะสม 

06. บทสรุปและคำแนะนำสำหรับการออกแบบการเชื่อมต่อ

06.1. การเชื่อมต่อที่ประกอบแบบสมมาตร

• การเชื่อมต่อไม่มีแนวโน้มที่จะเกิดความผันผวนอย่างมีนัยสำคัญในความสามารถในการรับแรง และนำไปสู่การออกแบบที่ปลอดภัยและประหยัด
• ความยาวของชิ้นส่วนไม่ส่งผลต่อความสามารถในการรับแรงของการเชื่อมต่อเอง อย่างไรก็ตาม เมื่อความยาวชิ้นส่วนเปลี่ยนแปลง อาจนำไปสู่แรงที่ไม่สมจริงและการวิบัติก่อนกำหนด แต่ในตำแหน่งที่แตกต่างจากบริเวณใกล้เคียงกับการเชื่อมต่อ ดังนั้นจึงแนะนำให้รักษาความยาวชิ้นส่วนตามการตั้งค่าเริ่มต้น

06.2. การเชื่อมต่อที่ประกอบแบบไม่สมมาตร

- การตั้งค่าเริ่มต้นของความยาวชิ้นส่วน

• GMNA ส่งผลต่อผลลัพธ์ และเมื่อเปรียบเทียบกับ MNA (สำหรับการตั้งค่ากรณีนี้และความยาวเริ่มต้น) ให้ความสามารถในการรับแรงต่ำกว่าสูงสุด 33% เนื่องจากความไม่เชิงเส้นทางเรขาคณิต
• ข้อจำกัดส่งผลต่อผลลัพธ์อย่างมาก ความสามารถในการรับแรงที่สูงกว่าปรากฏสำหรับข้อจำกัด N-Vy-Vz เนื่องจากการจำกัดการหมุนและผลกระทบของการเสียรูปที่น้อยกว่า ข้อจำกัดมีความสำคัญ

- ความยาวชิ้นส่วนที่ไม่ใช่มาตรฐาน - 10*h

• การวิเคราะห์ MNA แสดงความสามารถในการรับแรงเท่ากับการตั้งค่าเริ่มต้นสำหรับความยาวชิ้นส่วน
• GMNA เมื่อเปรียบเทียบกับ MNA แสดงความแตกต่าง 15% สำหรับข้อจำกัด N-Vy-Vz แต่ 38% สำหรับ N-Vy-Vz-Mx-My-Mz ความแตกต่างเกิดจากความแข็งในการดัดที่แตกต่างกันของชิ้นส่วนเนื่องจากความยาว และการขาดข้อมูลเกี่ยวกับการเชื่อมต่อที่สองที่ปลายชิ้นส่วนซึ่งจะขับเคลื่อนการเสียรูป 

06.3. คำแนะนำสำหรับการออกแบบการเชื่อมต่อ 

• รักษาความยาวชิ้นส่วนตามค่าเริ่มต้น
• การเชื่อมต่อที่ประกอบแบบสมมาตรไม่ขึ้นอยู่กับประเภทการวิเคราะห์ ความยาวชิ้นส่วน และข้อจำกัดสำหรับแผ่น Gusset ที่รับแรงตามแนวแกน
• สำหรับแผ่น Gussetที่ออกแบบแบบไม่สมมาตร ให้ใช้: 
  • IDEA StatiCa Member
• IDEA StatiCa มีข้อจำกัด และแผ่น Gusset ที่รับแรงแบบเยื้องศูนย์เป็นหนึ่งในกรณีที่ต้องการข้อมูลเพิ่มเติม เช่น ความยาวของชิ้นส่วนและการเชื่อมต่อที่ปลายชิ้นส่วน เพื่อให้ได้ขั้นตอนการออกแบบที่ถูกต้อง

07. ตัวอย่าง: แผ่น Gusset แบบไม่สมมาตรใน IDEA StatiCa Member & Connection

วัตถุประสงค์ของส่วนที่เกี่ยวข้องเกี่ยวกับประโยชน์ที่ได้รับจากแอปพลิเคชัน Member คือการระบุความคลาดเคลื่อนและบริเวณวิกฤตเมื่อใช้แบบจำลองย่อยของโครงสร้าง ส่วนนี้ประกอบด้วยข้อมูลสำคัญ เช่น ความยาวของชิ้นส่วนและการกำหนดค่าของการเชื่อมต่อรองที่อยู่ด้านตรงข้ามของชิ้นส่วนวิกฤต

07.1. แบบจำลองใน IDEA StatiCa Member 

ระยะห่างแนวนอนระหว่างเสาถูกออกแบบให้เป็น 6 เมตร การออกแบบนี้มีแผ่น Gusset ที่ประกอบแบบไม่สมมาตรที่ปลายทั้งสองของชิ้นส่วนแนวนอน เสามีเงื่อนไขขอบเขตแบบยึดแน่นทั้งที่ส่วนบนและส่วนล่างของชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้อง แม้ว่าอิสระในการเคลื่อนที่ทั้งหมดจะถูกจำกัด แต่การเลื่อนในแนวนอนได้รับอนุญาตบนเสาที่มีการใช้แรงกระทำ

\[\textsf{\textit{\footnotesize{21) Member model, constraints, loads}}}\]

แรงสูงสุด 110 kN สามารถถ่ายโอนผ่านระบบที่ประกอบด้วยชิ้นส่วนแนวนอนและแนวตั้ง หากแรงนี้เกินขีดจำกัด ระบบจะไม่เสถียร จำเป็นต้องวิเคราะห์พฤติกรรมหลังจุดวิกฤต ซึ่งไม่ใช่จุดมุ่งเน้นที่ตั้งใจของวิศวกรโครงสร้าง ความสามารถในการรับแรงสำหรับ MNA (การวิเคราะห์แบบไม่เชิงเส้นทางวัสดุ) และ GMNA (การวิเคราะห์แบบไม่เชิงเส้นทางเรขาคณิตและวัสดุ) มีความเพียงพอ โดยถึงค่าความเครียดพลาสติกสมมูลสูงสุด 1.1% ซึ่งบ่งชี้ขอบเขตล่างที่ 5% ซึ่งสอดคล้องกับขีดจำกัดความเครียดตามมาตรฐานสำหรับ ULS ดังที่สังเกตได้ ปัจจัยการโก่งเดาะวิกฤตถึงค่า 5.67 สำหรับการโก่งเดาะโดยรวม และรูปร่างเลียนแบบรูปร่างไซนัสซอยด์เนื่องจากความแข็งต่ำของแผ่นเหล็กในทิศทางตามขวาง (นอกระนาบ) รูปร่างโหมดที่สองตั้งฉากกับรูปร่างแรกและยังแสดงรูปร่างความไม่เสถียรจากการโก่งเดาะโดยรวม รูปร่างที่สามแสดงการโก่งเดาะของแผ่นเหล็กเฉพาะที่ ซึ่งควรสามารถตรวจพบได้ใน IDEA StatiCa Connection

\[\textsf{\textit{\footnotesize{22) Results, Equivalent Stress, Linear Buckling - first mode shape (global buckling)}}}\]

\[\textsf{\textit{\footnotesize{23)Linear Buckling - second mode shape (global buckling), third mode shape (local plate buckling)}}}\]

ดู วิธีการทำงานของ IDEA StatiCa Member

07.2. แผ่น Gusset แบบไม่สมมาตร: MNA vs. GMNA - N-Vy-Vz-Mx-My-Mz

Stress&Strain ใน IDEA StatiCa Connection - MNA 

การเปรียบเทียบระหว่าง MNA ใน IDEA StatiCa Connection และ IDEA StatiCa Member เผยให้เห็นความแตกต่างที่สำคัญ ประเภทแบบจำลอง N-Vy-Vz-Mx-My-Mz สามารถถ่ายโอนแรงภายในทั้งหกได้ แรงตามแนวแกนสูงสุดที่สามารถใช้กับชิ้นส่วนแนวนอนใน IDEA StatiCa Connection และความสามารถในการรับแรงที่สอดคล้องกันคือ 87 kN ภายใต้แรงอัด ส่งผลให้เกิดความเครียดพลาสติก 4.3% นำไปสู่รูปแบบการวิบัติในแผ่นเชื่อมของเสาเนื่องจากการรวมกันของความเค้นดัดและความเค้นตามแนวแกน รูปร่างที่เสียรูปที่สังเกตได้บ่งชี้ว่าชิ้นส่วนแนวนอนทำหน้าที่เป็นคานยื่นที่มีปลายอิสระ การเสียรูปนี้ไม่สอดคล้องกับรูปร่างที่ได้จาก IDEA StatiCa Member ประเภทแบบจำลอง N-Vy-Vz-Mx-My-Mz ไม่ได้แสดงถึงการกระทำของการเชื่อมต่อแบบเยื้องศูนย์ในโครงสร้างอย่างเพียงพอ เนื่องจากมีการสร้างแบบจำลองเฉพาะปลายอิสระ และขาดจุดรองรับขององค์ประกอบที่ปลายอีกด้านหนึ่ง การกระทำนี้สามารถจำลองได้โดยใช้ประเภทแบบจำลอง N-Vy-Vz แรงคงเหลือเกิดขึ้นเนื่องจากการเลื่อนและการหมุนของศูนย์กลางการเชื่อมต่อ ซึ่งอาจทำให้เกิดความเอนเอียงในแรง 

\[\textsf{\textit{\footnotesize{24) Plastic strain, failure mode, deformation}}}\]

Stress&Strain ใน IDEA StatiCa Connection - GMNA 

GMNA เหมาะสำหรับหน้าตัด SHS และ RHS เนื่องจากผลกระทบการเจาะทะลุเฉพาะที่และผลของการเสริมความแข็งจากเมมเบรนบนโปรไฟล์เหล่านี้ การใช้การวิเคราะห์ขั้นสูงนี้ยังให้โมเมนต์อันดับสองซึ่งเพิ่มสภาวะความเค้นบนแผ่นวิกฤต ส่งผลให้ระดับแรงกระทำที่สามารถใช้ได้ก่อนเกิดการวิบัติลดลงอย่างมีนัยสำคัญ วิธีแก้ปัญหาให้การเสียรูปสัมพัทธ์เท่ากับ MNA แบบจำลองสามารถรับแรงตามแนวแกนได้เพียง 57 kN บนชิ้นส่วนแนวนอนก่อนถึงรูปแบบการวิบัติ ซึ่งแสดงถึงการลดลงของความสามารถในการรับแรงประมาณ 35% เมื่อเทียบกับ MNA นอกจากนี้ ประเภทแบบจำลอง N-Vy-Vz-Mx-My-Mz ไม่เหมาะสมสำหรับการวิเคราะห์นี้ เนื่องจากทำให้ข้อผิดพลาดที่เกิดจากการใช้ประเภทแบบจำลองผิดรุนแรงขึ้น

\[\textsf{\textit{\footnotesize{25) Plastic strain, failure mode, deformation}}}\]

Stress&Strain ใน IDEA StatiCa Member

แบบจำลองใน IDEA StatiCa Member ถ่ายโอนแรงตามแนวแกน 110 kN ได้สำเร็จ ก่อนเกิดปัญหาเสถียรภาพ ในชิ้นส่วนแนวนอน ความสามารถของชิ้นส่วนในการรับแรงที่สูงกว่านี้สามารถอธิบายได้จากลักษณะของแบบจำลองย่อย ซึ่งมีความเข้าใจเกี่ยวกับการกำหนดค่าการเชื่อมต่อด้านตรงข้ามและความยาวของชิ้นส่วน ความเข้าใจนี้ช่วยให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในการเสียรูปและการกระจายความเค้นใหม่ ในบริบทนี้ ชิ้นส่วนทำหน้าที่เป็นชิ้นส่วนแบบหมุนได้ใน IDEA StatiCa Member ในขณะที่ทำหน้าที่เป็นชิ้นส่วนยื่นใน IDEA StatiCa Connection ซึ่งนำไปสู่บทสรุปว่าประเภทแบบจำลอง N-Vy-Vz-Mx-My-Mz ไม่เหมาะสมสำหรับแผ่น Gusset แบบเยื้องศูนย์

\[\textsf{\textit{\footnotesize{26) Deformed shape comparison between the Member and Connection model}}}\]

07.3. แผ่น Gusset แบบไม่สมมาตร: MNA vs. GMNA - N-Vy-Vz

Stress&Strain ใน IDEA StatiCa Connection - MNA 

ประเภทแบบจำลองได้เปลี่ยนแปลงความสามารถในการรับแรงของการเชื่อมต่อ ทำให้สามารถถ่ายโอน 140 kN ก่อนสูญเสียความสมบูรณ์ของโครงสร้างและถึงความเครียดพลาสติก 5% มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเปรียบเทียบผลลัพธ์ของแบบจำลอง MNA ที่มีประเภทแบบจำลอง N-Vy-Vz กับ N-Vy-Vz-Mx-My-Mz การเพิ่มขึ้นของแรงสำหรับประเภทแบบจำลอง N-Vy-Vz อยู่ที่ประมาณ 39% เมื่อเทียบกับประเภทแบบจำลอง N-Vy-Vz-Mx-My-Mz นอกจากนี้ ควรกล่าวถึงว่าพบแรงรองจากประเภทแบบจำลอง N-Vy-Vz ซึ่งนำความเค้นเพิ่มเติมเข้าสู่แบบจำลองเนื่องจากการจำกัดการหมุน 

\[\textsf{\textit{\footnotesize{27) Plastic strain, failure mode, deformation -MNA}}}\]

Stress&Strain ใน IDEA StatiCa Connection - GMNA 

GMNA ส่งผลให้ความสามารถในการรับแรงลดลงเมื่อเทียบกับ MNA โดยมีการลดลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเปรียบเทียบ GMNA สำหรับประเภทแบบจำลอง N-Vy-Vz-Mx-My-Mz ความแตกต่างนี้เกิดจากข้อจำกัดที่แตกต่างกัน เนื่องจากข้อจำกัด N-Vy-Vz ให้ความสามารถในการรับแรงสูงกว่า N-Vy-Vz-Mx-My-Mz ประมาณ 49% นอกจากนี้ การหมุนได้นำโมเมนต์ดัดในทิศทาง 'Y' เข้ามา ซึ่งหมายความว่าจะเกิดการหมุนเพิ่มเติมภายในแบบจำลองและนำไปสู่ความเค้นเทียมเพิ่มเติมเมื่อเทียบกับแบบจำลอง IDEA StatiCa Member ทั้งนี้เนื่องจากความยาวขององค์ประกอบแบบย่อและประเภทแบบจำลองที่กำหนดให้กับตำแหน่งที่จำกัดการหมุนอิสระ

\[\textsf{\textit{\footnotesize{28) Plastic strain, failure mode, deformation -GMNA}}}\]

Stress&Strain ใน IDEA StatiCa Member

เมื่อเปรียบเทียบรูปร่างที่เสียรูปใน Connection จะสอดคล้องกับพฤติกรรมที่สังเกตได้ในแบบจำลองย่อย Member มากกว่า ความสามารถในการถ่ายโอนแรงแตกต่างกัน: 140 kN สำหรับ MNA และ 111 kN สำหรับ GMNA เนื่องจากปัญหาเสถียรภาพโดยรวมที่เกิดขึ้นก่อน IDEA StatiCa Connection ไม่สามารถจับรูปแบบการวิบัติได้ รูปแบบการวิบัติสำหรับความเค้น-ความเครียดคือและจะเป็นความสามารถในการรับแรงสำหรับ MNA เสมอ หากใช้ GMNA สามารถตรวจพบปัญหาเสถียรภาพเฉพาะที่ได้ด้วยความสามารถในการรับแรงที่เพียงพอ แต่ไม่สามารถหาสมดุลได้ 

\[\textsf{\textit{\footnotesize{29) Deformation in Member and Connection comparison}}}\]

08. การวิเคราะห์การโก่งเดาะเชิงเส้น 

08.1. หลักการทำงานโดยทั่วไป

วิธีนี้ทำนายแรงกระทำวิกฤตที่โครงสร้างจะเกิดความไม่เสถียรเนื่องจากการโก่งเดาะ โดยสมมติว่าเรขาคณิตสมบูรณ์และวัสดุมีพฤติกรรมยืดหยุ่น ใช้การคำนวณค่าลักษณะเฉพาะเพื่อระบุโหมดการโก่งเดาะและแรงกระทำวิกฤต ซึ่งทำหน้าที่เป็นการประมาณเบื้องต้นสำหรับเสถียรภาพ แม้จะรวดเร็วและเป็นอุดมคติ แต่ไม่คำนึงถึงความไม่สมบูรณ์ ความไม่เชิงเส้น หรือพฤติกรรมหลังการโก่งเดาะ จึงต้องการการวิเคราะห์เพิ่มเติมสำหรับการใช้งานจริง

ขอเน้นย้ำถึงคำอธิบายและภาพประกอบที่น่าทึ่งในบทช่วยสอนของ ANSYS สามารถดูได้ที่นี่

การวิเคราะห์ Eigenbuckling:

• วิธีเชิงเส้น
• ทำนายกำลังการโก่งเดาะเชิงทฤษฎี
• มีประสิทธิภาพในการคำนวณ
• โหมดการโก่งเดาะหลายโหมด

08.2. หลักการทำงานโดยทั่วไปใน IDEA StatiCa Connection

กระบวนการคำนวณการโก่งเดาะประกอบด้วยสองขั้นตอน ในขั้นตอนแรก จะทำการวิเคราะห์ความเค้น-ความเครียดเพื่อกำหนดสภาวะความเค้นเริ่มต้นและความแข็งที่เกี่ยวข้อง ในขั้นตอนที่สอง ประเภทแบบจำลอง (เงื่อนไขขอบเขต) จะถูกเปลี่ยนแปลง และคำนวณการโก่งเดาะสำหรับแบบจำลองที่มีข้อจำกัดที่แตกต่างกัน ความแตกต่างในวิธีที่ข้อจำกัดเปลี่ยนแปลงแสดงไว้ในรูปที่ 31 และ 32 ด้านล่าง

\[\textsf{\textit{\footnotesize{30) Model type N-Vy-Vz-Mx-My-Mz and buckling (just illustrational figures)}}}\]

\[\textsf{\textit{\footnotesize{31) Model type N-Vy-Vz and buckling (just illustrational figures)}}}\]

08.3. การวิเคราะห์การโก่งเดาะเชิงเส้นใน IDEA StatiCa Connection - MNA vs. GMNA - N-Vy-Vz-Mx-My-Mz

หากเปรียบเทียบและประเมินความแตกต่างระหว่าง MNA และ GMNA ในฐานะสภาวะฐานสำหรับการวิเคราะห์การโก่งเดาะเชิงเส้นโดยพิจารณาประเภทแบบจำลอง N-Vy-Vz-Mx-My-Mz สามารถสังเกตได้ว่า:

• รูปร่างโหมดสำหรับ MNA และ GMNA ตรงกัน
• ปัจจัยการโก่งเดาะวิกฤตคือ 52 สำหรับ MNA และ 79 สำหรับ GMNA ความแตกต่างในค่าเหล่านี้เกิดจากระดับแรงกระทำที่แตกต่างกันในสภาวะฐาน การคูณปัจจัยวิกฤตด้วยแรงกระทำปัจจุบันสำหรับแต่ละระดับการวิเคราะห์จะได้แรงกระทำวิกฤตที่ใกล้เคียงกัน

\[\textsf{\textit{\footnotesize{32) Linear Buckling Analysis - first step MNA }}}\]

\[\textsf{\textit{\footnotesize{33) Linear Buckling Analysis - first step GMNA }}}\]

08.4. การวิเคราะห์การโก่งเดาะเชิงเส้นใน IDEA StatiCa Connection - MNA vs. GMNA - N-Vy-Vz

หากเปรียบเทียบและประเมินความแตกต่างระหว่าง MNA และ GMNA ในฐานะสภาวะฐานสำหรับการวิเคราะห์การโก่งเดาะเชิงเส้นโดยพิจารณาประเภทแบบจำลอง N-Vy-Vz สามารถสังเกตได้ว่า:

• รูปร่างโหมดแรกมีความคล้ายคลึงกับรูปร่างการโก่งเดาะที่สามจาก IDEA StatiCa Member (รูปที่ 23) เนื่องจากอิสระในการเลื่อนในแนวนอนและแนวตั้งที่ไม่ถูกจำกัด
• ปัจจัยการโก่งเดาะลดลงและต่ำกว่าสำหรับ MNA มากกว่า GMNA เนื่องจากระดับแรงกระทำที่แตกต่างกันในการวิเคราะห์ความเค้น-ความเครียด
• ผลกระทบที่สังเกตได้อีกประการหนึ่งคือรูปร่างโหมดที่สองที่ผ่านด้วยประเภทแบบจำลอง N-Vy-Vz-Mx-My-Mz รูปที่ 32, 33 
• ปัจจัยการโก่งเดาะสอดคล้องกับ IDEA StatiCa Member สำหรับการโก่งเดาะเฉพาะที่ของแผ่นเหล็ก ซึ่งหมายความว่ารูปร่างการโก่งเดาะที่สามใน IDEA StatiCa Member เท่ากับรูปร่างการโก่งเดาะแรกใน IDEA StatiCa Connection 

\[\textsf{\textit{\footnotesize{34) Linear Buckling Analysis - first step MNA }}}\]

\[\textsf{\textit{\footnotesize{35) Linear Buckling Analysis - first step GMNA }}}\]

08.5. การวิเคราะห์การโก่งเดาะเชิงเส้นใน IDEA StatiCa Member

รูปร่างการโก่งเดาะใน IDEA StatiCa Member คำนึงถึงความแข็งของการเชื่อมต่อและพิจารณาความยาวจริงของชิ้นส่วน ส่งผลให้ได้วิธีแก้ปัญหาที่แม่นยำที่สุดเนื่องจากทราบข้อมูลนำเข้าทั้งหมด ทำให้ได้การตอบสนองที่แม่นยำ คุณลักษณะสำคัญอีกประการหนึ่งคือปัจจัยวิกฤตที่บ่งชี้ว่าคุณอยู่ใกล้ความไม่เสถียรเพียงใด ข้อมูลนี้มีความสำคัญตามข้อกำหนดของมาตรฐาน เนื่องจากช่วยกำหนดว่าจำเป็นต้องทำการวิเคราะห์ในระดับที่สูงขึ้น เช่น การวิเคราะห์แบบไม่เชิงเส้นทางเรขาคณิตและวัสดุพร้อมความไม่สมบูรณ์ (GMNIA) หรือสามารถพึ่งพาการวิเคราะห์แบบไม่เชิงเส้นทางวัสดุ (MNA) และยังคงปลอดภัยอย่างสมบูรณ์ รูปร่างการโก่งเดาะสองรูปแรกเป็นการโก่งเดาะโดยรวมที่ไม่สามารถจับได้ใน IDEA StatiCa Connection รูปร่างการโก่งเดาะที่สามสอดคล้องกับรูปร่างแรกใน IDEA StatiCa Connection 

\[\textsf{\textit{\footnotesize{36) Linear Buckling Analysis - IDEA StatiCa Member }}}\]

08.6. ประเด็นสำคัญของการวิเคราะห์การโก่งเดาะเชิงเส้นใน IDEA StatiCa Member

• คำแนะนำแรกสำหรับการเชื่อมต่อที่ประกอบแบบเยื้องศูนย์ -> ใช้ประเภทแบบจำลอง N-Vy-Vz ทำการวิเคราะห์ MNA และใช้คำแนะนำในบทความนี้สำหรับค่าแรงเฉือน
• IDEA StatiCa Connection จัดการเฉพาะความไม่เสถียรจากการโก่งเดาะเฉพาะที่ การโก่งเดาะโดยรวมเป็นปัจจัยควบคุมและควรตรวจสอบโดยใช้ FEA โดยรวม หรือควรใช้ IDEA StatiCa Member โดยพิจารณาความแข็งของการเชื่อมต่อ
• IDEA StatiCa Connection มุ่งเน้นเฉพาะการโก่งเดาะเฉพาะที่ ซึ่งหมายความว่าอาจมองข้ามรูปร่างการโก่งเดาะโดยรวมได้ ดังนั้นการตรวจสอบการโก่งเดาะโดยรวมก่อนจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง แนวทางที่ดีในการทำความเข้าใจรูปร่างการโก่งเดาะที่โดดเด่นคือการสร้างแบบจำลองย่อยใน IDEA StatiCa Member การใช้แบบจำลองย่อยช่วยหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดและจับทั้งการโก่งเดาะโดยรวมและเฉพาะที่ได้อย่างมีประสิทธิภาพในที่เดียว
• N-Vy-Vz-Mx-My-Mz เป็นประเภทแบบจำลองที่ไม่เหมาะสมสำหรับแผ่น Gusset ที่ประกอบแบบไม่สมมาตรสำหรับ MNA และ LBA
• ความไม่สมบูรณ์โดยรวมควรได้รับการเชื่อมโยงและวิเคราะห์ใน FEA โดยรวมก่อน โดยฉายเป็นแรงกระทำหรือความไม่สมบูรณ์เพิ่มเติมในแบบจำลองชิ้นส่วน การละเลยความไม่สมบูรณ์นี้อาจนำไปสู่การประเมินการออกแบบโครงสร้างต่ำเกินไป

Attached Downloads

• Models.zip (ZIP, 402.3 MB)