การโก่งเดาะด้านข้างและบิดของคานที่มีแผ่นเสริมความแข็งตามขวาง

การศึกษาการตรวจสอบนี้ดำเนินการสำหรับ IDEA StatiCa Member application เป้าหมายคือเพื่อให้แน่ใจว่าผลลัพธ์ของ LBA และ GMNIA ถูกต้อง และ shell elements และ finite elements ของส่วนประกอบทั้งหมดทำงานได้อย่างถูกต้อง รูปทรงเรขาคณิตของแบบจำลองอ้างอิงจากการทดลองที่ดำเนินการที่ AdMaS Center มหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Brno

แบบจำลองเชิงตัวเลขถูกสร้างขึ้นใน ANSYS ซึ่งเป็นซอฟต์แวร์เชิงพาณิชย์อเนกประสงค์สำหรับการวิเคราะห์วิธี Finite Element ใช้คาน IPE 180 ความยาว 3.3 ม. จากเหล็กเกรด S235 โดยตรวจสอบเงื่อนไขขอบเขตสองแบบ:

• แบบยึดแน่น – Node ทั้งหมดที่ปลายด้านหนึ่งถูกยึดแน่น (อิสระทุกทิศทางถูกจำกัด) ปลายอีกด้านเหมือนกันยกเว้นอนุญาตให้เคลื่อนที่ในทิศทางตามแนวยาวของคาน
• แบบหมุนได้ – เฉพาะ Node ของแผ่นเอวคานเท่านั้นที่ถูกจำกัด (อนุญาตให้หมุนด้านข้างได้ ที่ปลายด้านหนึ่งการเคลื่อนที่ทุกทิศทางถูกยึดแน่น และที่ปลายอีกด้านอนุญาตให้เคลื่อนที่ในทิศทางตามแนวยาวของคาน)

แผ่นเสริมความแข็งเอียงทำมุม 60 องศาจากแกนดิ่ง แผ่นเสริมความแข็งสองแผ่นถูกวางอย่างสมมาตรโดยมีระยะห่างระหว่างกันที่แตกต่างกัน ไม่มีการจำลองรอยเชื่อม Node ของตาข่ายที่อยู่ติดกันถูกรวมเข้าด้วยกันโดยตรง 

ใน ANSYS ได้ดำเนินการวิเคราะห์สถิตเชิงเส้น การวิเคราะห์การโก่งเดาะเชิงเส้น และการวิเคราะห์แบบไม่เชิงเส้นทางเรขาคณิตและวัสดุพร้อมความไม่สมบูรณ์ ความไม่สมบูรณ์มีค่าเท่ากับ L/300 โดยที่ L คือความยาวชิ้นส่วน (3.3 ม.)

ความเครียดพลาสติกสามารถเห็นได้ในภาพต่อไปนี้:

แบบจำลองที่สอดคล้องกันถูกสร้างขึ้นใน IDEA StatiCa Member หน้าตัดของชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้องถูกเลือกให้มีขนาดใหญ่มากและสั้นเมื่อเทียบกับคานที่วิเคราะห์ เพื่อไม่ให้มีผลต่อผลลัพธ์

การเปรียบเทียบผลลัพธ์แสดงในตารางด้านล่าง F_Rd คือความต้านทานการโก่งเดาะด้านข้างและบิดที่กำหนดโดย GMNIA, w_y คือการโก่งตัวด้านข้างที่กึ่งกลางช่วงคานที่แรงสูงสุดที่ทำได้ และ F_cr คือแรงโก่งเดาะวิกฤตที่กำหนดโดย LBA ตำแหน่งแผ่นเสริมความแข็งระบุตำแหน่ง X ของแผ่นเสริมความแข็งจาก Node ซ้ายใน IDEA StatiCa Member

ผลลัพธ์ของซอฟต์แวร์ทั้งสองมีความสอดคล้องกันอย่างใกล้ชิด IDEA Member ให้แรงโก่งเดาะวิกฤตที่ต่ำกว่าเล็กน้อย และความต้านทานการโก่งเดาะด้านข้างและบิดที่สูงกว่าเล็กน้อย

ความแตกต่างเกิดจากการจำลองแผ่นเสริมความแข็งเป็นหลัก ใน ANSYS Node จะถูกรวมที่แนวกึ่งกลางของแผ่น แต่ใน Member แผ่นเสริมความแข็งจะสั้นกว่า โดยสิ้นสุดที่ผิวของแผ่นและช่องว่างถูกเติมด้วยรอยเชื่อม ผลลัพธ์คือแผ่นที่สั้นกว่าใน IDEA Member มีความแข็งมากกว่าแผ่นที่ยาวกว่าใน ANSYS เล็กน้อย