แบบจำลองแผ่นและการลู่เข้าของตาข่าย

การเพิ่มจำนวน Element ให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำยิ่งขึ้น แต่ต้องแลกกับความต้องการในการคำนวณที่สูงขึ้น

แบบจำลองแผ่น

แนะนำให้ใช้ Shell element สำหรับการจำลองแผ่นในการวิเคราะห์ไฟไนต์เอลิเมนต์ของการเชื่อมต่อโครงสร้าง โดยใช้ Shell element รูปสี่เหลี่ยมสี่ Node ที่มี Node อยู่ที่มุม แต่ละ Node มีอิสระในการเคลื่อนที่ 6 องศา ได้แก่ การเคลื่อนที่เชิงเส้น 3 แกน (u_x, u_y, u_z) และการหมุน 3 แกน (φ_x, φ_y, φ_z) การเสียรูปของ Element แบ่งออกเป็นส่วนประกอบแบบ Membrane และแบบดัด

การกำหนดสูตรพฤติกรรม Membrane อ้างอิงจากงานของ Ibrahimbegovic (1990) โดยพิจารณาการหมุนในแนวตั้งฉากกับระนาบของ Element และมีการกำหนดสูตรแบบ 3 มิติอย่างสมบูรณ์ การเสียรูปเนื่องจากแรงเฉือนนอกระนาบถูกพิจารณาในการกำหนดสูตรพฤติกรรมการดัดของ Element โดยอาศัยสมมติฐาน Mindlin ใช้ Mindlin quad plate element แบบ Stabilised ที่พัฒนาขึ้นภายในองค์กร โดยมีการเสียรูปเนื่องจากแรงเฉือนคงที่ตลอดขอบ Element เหล่านี้ได้รับแรงบันดาลใจจาก MITC4 element ดู Dvorkin (1984) Shell แบ่งออกเป็น 5 ชั้น Integration ตลอดความหนาของแผ่นที่แต่ละจุด Integration และวิเคราะห์พฤติกรรม Plastic ในแต่ละจุด เรียกว่าการ Integration แบบ Gauss–Lobatto ขั้นตอน Elastic-Plastic แบบไม่เชิงเส้นของวัสดุจะถูกวิเคราะห์ในแต่ละชั้นโดยอาศัยความเครียดที่ทราบ โดยแสดงเฉพาะความเค้นและความเครียดสูงสุดของทุกชั้นเท่านั้น

การลู่เข้าของตาข่าย

มีเกณฑ์บางประการสำหรับการสร้างตาข่ายในแบบจำลองการเชื่อมต่อ การตรวจสอบการเชื่อมต่อควรเป็นอิสระจากขนาด Element การสร้างตาข่ายบนแผ่นแยกต่างหากไม่มีปัญหา ควรให้ความสนใจกับรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อน เช่น แผงที่มีแผ่นเสริมความแข็ง, T-stub และแผ่นฐาน ควรทำการวิเคราะห์ความไวโดยพิจารณาการแบ่งตาข่ายสำหรับรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อน

แผ่นทั้งหมดของหน้าตัดคานมีการแบ่ง Element ร่วมกัน ขนาดของ Finite Element ที่สร้างขึ้นมีการจำกัด โดยขนาด Element ขั้นต่ำกำหนดไว้ที่ 10 มม. และขนาดสูงสุดที่ 50 มม. (สามารถกำหนดได้ใน Code setup) ตาข่ายบนปีกและเอวเป็นอิสระจากกัน จำนวน Finite Element เริ่มต้นกำหนดไว้ที่ 8 Element ต่อความสูงหน้าตัด ดังแสดงในรูปต่อไปนี้ ผู้ใช้สามารถปรับเปลี่ยนค่าเริ่มต้นได้ใน Code setup

ตาข่ายบนคานพร้อมข้อจำกัดระหว่างเอวและแผ่นปีก

ตาข่ายของแผ่นปลายเป็นอิสระและแยกจากส่วนอื่นของการเชื่อมต่อ ขนาด Finite Element เริ่มต้นกำหนดไว้ที่ 16 Element ต่อความสูงหน้าตัด ดังแสดงในรูป

ตาข่ายบนแผ่นปลายที่มี 7 Element ตามความกว้าง

ตัวอย่างต่อไปนี้ของจุดต่อคานกับเสาแสดงให้เห็นอิทธิพลของขนาดตาข่ายต่อความต้านทานโมเมนต์ คานหน้าตัดเปิด IPE 220 เชื่อมต่อกับเสาหน้าตัดเปิด HEA 200 และรับโมเมนต์ดัด ดังแสดงในรูปต่อไปนี้ ส่วนประกอบวิกฤตคือแผงเสาที่รับแรงเฉือน จำนวน Finite Element ตามความสูงหน้าตัดแปรผันจาก 4 ถึง 40 และเปรียบเทียบผลลัพธ์ เส้นประแสดงความแตกต่าง 5%, 10% และ 15% แนะนำให้แบ่งความสูงหน้าตัดออกเป็น 8 Element

แบบจำลองจุดต่อคานกับเสาและความเครียด Plastic ที่สภาวะขีดจำกัดสูงสุด

อิทธิพลของจำนวน Element ต่อความต้านทานโมเมนต์

นำเสนอการศึกษาความไวของตาข่ายสำหรับแผ่นเสริมความแข็งรับแรงอัดแบบบางของแผงเอวเสา จำนวน Element ตามความกว้างของแผ่นเสริมความแข็งแปรผันจาก 4 ถึง 20 รูปแบบการโก่งเดาะแรกและอิทธิพลของจำนวน Element ต่อความต้านทานการโก่งเดาะและแรงวิกฤตแสดงในรูปต่อไปนี้ โดยแสดงความแตกต่าง 5% และ 10% แนะนำให้ใช้ 8 Element ตามความกว้างของแผ่นเสริมความแข็ง

รูปแบบการโก่งเดาะแรกและอิทธิพลของจำนวน Element ตามแผ่นเสริมความแข็งต่อความต้านทานโมเมนต์

นำเสนอการศึกษาความไวของตาข่ายสำหรับ T-stub รับแรงดึง ครึ่งหนึ่งของความกว้างปีกถูกแบ่งออกเป็น 8 ถึง 40 Element และขนาด Element ขั้นต่ำกำหนดไว้ที่ 1 มม. อิทธิพลของจำนวน Element ต่อความต้านทานของ T-stub แสดงในรูปต่อไปนี้ เส้นประแสดงความแตกต่าง 5%, 10% และ 15% แนะนำให้ใช้ 16 Element บนครึ่งหนึ่งของความกว้างปีก

อิทธิพลของจำนวน Element ต่อความต้านทานของ T-stub