Vylepšený řešič CBFEM
Výpočetní solver (řešič) je srdcem CBFEM. Je to numerická metoda, kterou neustále vylepšujeme a zpřesňujeme. Ve verzi 21.0 jsme dokončili několikaletý vývoj v oblasti geometrické nelinarity a velkých deformací včetně počátečních imperfekcí (GMNIA).
To nám umožnilo posunout aplikaci Member z beta verze do ostrého provozu. Member je nyní k dispozici našim uživatelům všude tam, kde jim na posouzení prutových prvků nestačí posudky v jejich 3D FEA programu.
Hlavní přínos je, že prvky jsou kompletně modelovány včetně koncových styčníků, což zbavuje projektanta nutnosti odhadovat vliv koncového uložení na únosnost i ztrátu stability. Member si poradí s vlivem příčných i podélných výztuh, otvorů, změny výšky průřezu, ale třeba i s vlivem připojených sekundárních prutů. Vliv kroucení and warpingu nepředstavuje pro metodu žádný problém.
Nová metoda GMNIA zároveň významně posloužila ke zpřesnění modelů přípojů v aplikaci Connection. Nyní je používána ve styčnících všude tam, kde se vyskytují uzavřené průřezy – kruhové a obdélníkové trubky.
Trubkové styčníky jsou podle norem posuzovány podle empirických vzorců, jejichž platnost je omezena pro určité geometrické podmínky. Soulad těchto vzorců s realitou je zvláště u okrajů intervalů platnosti poměrně diskutabilní. Vylepšená GMNIA metoda vykazuje velmi dobrou shodu s normovými vzorci zejména ve středních částech intervalů platnosti. V těch okrajových byla důkladně validována oproti vyšším matematickým modelům (ABAQUS) i fyzickým experimentům.
Každá změna v numerickém modelu přináší nutně změnu výsledků. To se projeví také ve verzi 21.0 a v naprosté většině případů to bude v jednotkách procent. S vysvětlením případných větších odchylek vám naši experti rádi pomohou.
Vedlejším nicméně velmi příjemným efektem vylepšení modelu je výrazné zrychlení výpočtu v řádu až 30 %.
Dostupné v edici Expert i Enhanced.
Řešič GMNA
Došlo k výraznému vylepšení řešiče pro spoje uzavřených profilů v IDEA StatiCa Connection, ale také v GMNIA v IDEA StatiCa Member. Nyní obsahuje nelineární formulaci nejen skořepinových prvků (která již byla přítomna v předchozích verzích), ale také vazeb a okrajových podmínek použitých v komponentách jako jsou šrouby nebo svary.
Model přípoje je výrazně vylepšen také vložením kondenzovaného superelementu. Tento prvek je přidán za konec prutu a má stejné vlastnosti jako model elastické skořepiny prutu. Přestože je to jen jeden prvek, umožňuje vznik pružné deformace a napětí na koncích prutů. Z tohoto důvodu může být část prutu sestávající ze skořepinových prvků kratší a přitom stále ještě zlepšovat chování modelu.
Přidali jsme kondenzovaný superelement na konce prvků
To umožňuje zkrátit tu část modelu, kde se používají prvky skořepiny, přičemž se však zvyšuje přesnost modelu. Velkým vylepšením je méně prvků v modelu, což vede k rychlejšímu výpočtu i vykreslení výsledků.
Průřez se deformuje na konci modelu skořepiny
To je hlavní důvod, proč byla změna provedena. Na koncích modelu sestávajícího se skořepinových prvků se může průřez deformovat. Spoje uzavřených profilů vyžadují relativně dlouhé pruty - až 10 krát větší průměr průřezu. Zavedením kondenzovaného superelementu za část modelu skládající se skořepinových prvků je výpočet se stejnou přesností mnohem rychlejší.
Snížená ohybová únosnost skořepiny pro uzavřené profily (imperfekce)
Návrhové únosnosti spojů uzavřených profilů v normách jsou ovlivněny metodou možného výskytu, která využívá metody proložení křivky daty získaných z experimentů a pokročilých numerických modelů. Skutečná konstrukce zahrnuje i počáteční imperfekce a reziduální napětí, která ve skořepinovém modelu IDEA StatiCa Connection nejsou (a nemohou být) zachyceny. Pro dosažení vyšší shody s výsledky kódů byl v modelech IDEA StatiCa přidán vliv reziduálního napětí a počátečních imperfekcí snížením ohybové únosnosti skořepin uzavřených profilů s vysokým poměrem D/(2t).
Tyto kombinované změny nám umožnily dosáhnout vysoké shody s výsledky metody možného výskytu obsažené v návrhových normách.
