Yanal burulmalı burkulma ile enine takviye levhalarına sahip bir kiriş
Bu doğrulama çalışması, IDEA StatiCa Member uygulaması için gerçekleştirilmiştir. Amaç, LBA ve GMNIA sonuçlarının doğru olduğunu ve tüm kabuk elemanları ile bileşenlerin sonlu elemanlarının düzgün çalıştığını doğrulamaktır. Modellerin geometrisi, Brno Teknoloji Üniversitesi'ndeki AdMaS Merkezi'nde gerçekleştirilen deneyler esas alınarak oluşturulmuştur.
Sayısal modeller, sonlu elemanlar analizi için ticari, çok amaçlı bir yazılım olan ANSYS'te oluşturulmuştur. S235 çelik sınıfından, 3,3 m uzunluğunda IPE 180 kiriş kullanılmıştır. İki sınır koşulu incelenmiştir:
- Ankastre – bir uçtaki tüm düğüm noktaları ankastre mesnetlidir (tüm serbestlik dereceleri kısıtlanmıştır), diğer uç da aynı şekilde mesnetlenmiş olmakla birlikte kirişin boyuna doğrultusundaki harekete izin verilmektedir
- Mafsallı – yalnızca kiriş gövdesinin düğüm noktaları kısıtlanmıştır (yanal dönmeye izin verilmektedir; bir uçta tüm deplasmanlar sabitlenmiş, diğer uçta ise kirişin boyuna doğrultusundaki harekete izin verilmektedir)
Takviye levhaları düşey eksenden 60 derece eğimli olarak yerleştirilmiştir. İki takviye levhası, değişen karşılıklı mesafelerle simetrik olarak konumlandırılmıştır. Kaynak modellemesi yapılmamış; komşu mesh'lerin düğüm noktaları doğrudan birleştirilmiştir.
ANSYS'te doğrusal statik analiz, doğrusal burkulma analizi ve geometrik ve malzeme bakımından doğrusal olmayan kusurlu analiz gerçekleştirilmiştir. Kusurlar L/300'e eşit alınmış olup L, eleman uzunluğudur (3,3 m).
Plastik gerinim aşağıdaki resimde görülebilir:
İlgili modeller IDEA StatiCa Member'da oluşturulmuştur. İlgili elemanların kesiti, analiz edilen kirişi etkilememesi için çok büyük ve kısa olarak seçilmiştir.
Sonuçların karşılaştırması aşağıdaki tabloda verilmiştir. FRd, GMNIA ile belirlenen yanal burulmalı burkulma dayanımıdır; wy, ulaşılan maksimum yük altında kiriş orta açıklığındaki yanal sehimdir; Fcr ise LBA ile belirlenen kritik burkulma yüküdür. Takviye levhası konumları, IDEA StatiCa Member'da sol düğüm noktasından itibaren takviye levhasının X-konumunu göstermektedir.
| GMNIA | LBA | ||||||
| FRd [kN] | FRd [kN] | wy [mm] | wy [mm] | Fcr [kN] | Fcr [kN] | ||
| Sınır koşulları | Takviye levhası konumları | ANSYS | MEMBER | ANSYS | MEMBER | ANSYS | MEMBER |
| Ankastre | 1550,2050 | 56.79 | 56.97 | 22.07 | 23.30 | 104.4 | |
| 1250,2350 | 61.56 | 63.27 | 21.36 | 21.40 | 121.5 | ||
| 550,3050 | 60.21 | 60.84 | 18.46 | 19.70 | 122.4 | ||
| Mafsallı | 1550,2050 | 38.39 | 40.77 | 33.69 | 36.10 | 57.0 | 55.8 |
| 1250,2350 | 41.52 | 43.92 | 32.60 | 30.40 | 64.8 | 63.9 | |
| 550,3050 | 44.01 | 47.07 | 22.40 | 23.60 | 82.6 | 81 |
Her iki yazılım paketinin sonuçları birbirine yakın çıkmaktadır. IDEA Member, biraz daha düşük kritik burkulma yükü ve biraz daha yüksek yanal burulmalı burkulma dayanımı vermektedir.
Fark, esas olarak takviye levhalarının modellenmesinden kaynaklanmaktadır. ANSYS'te düğüm noktaları plakaların eksen çizgilerinde birleştirilmektedir; ancak Member'da takviye levhası daha kısadır. Plaka yüzeyinde sona ermekte ve boşluk kaynaklarla doldurulmaktadır. Sonuç olarak, IDEA Member'daki daha kısa plaka, ANSYS'teki daha uzun plakaya kıyasla biraz daha rijit olmaktadır.