Aktualisierter CBFEM Solver
Der Computer-Solver ist das Herzstück der CBFEM. Wir verbessern und verfeinern diese numerische Methode ständig. In Version 21 haben wir eine mehrjährige Entwicklung im Bereich der geometrischen Nichtlinearität und der großen Verformungen einschließlich anfänglicher Imperfektionen (GMNIA) abgeschlossen. Dies ermöglichte es uns, die Anwendung Member von der Beta- in die Live-Version zu verschieben. Überall dort, wo die Bauteilbewertungen in ihrem 3D-FEA-Programm für unsere Benutzer nicht ausreichen, steht ihnen IDEA StatiCa Member jetzt zur Verfügung. Die Elemente werden jetzt vollständig modelliert, einschließlich der Endverbindungen, was für den Konstrukteur von Vorteil ist und ihn von der Notwendigkeit befreit, die Auswirkungen der Endverbindungen auf die Tragfähigkeit und den Stabilitätsverlust abzuschätzen. IDEA Member kann sich mit dem Einfluss von Quer- und Längssteifen, Öffnungen, Änderungen der Querschnittshöhe, aber auch mit dem Einfluss verbundener Nebenträger befassen. Der Effekt von Torsion und Wölbung ist bei dieser Methode kein Problem.
Gleichzeitig dient die neue GMNIA-Methode wesentlich dazu, die Verbindungsmodelle in der Anwendung Connection zu verfeinern. Sie wird jetzt in allen Verbindungen mit Hohlquerschnitt verwendet - kreisförmigen und rechteckigen Rohren. Rohrverbindungen werden nach Normen anhand empirischer Formeln bewertet, deren Gültigkeit auf bestimmte geometrische Bedingungen beschränkt ist. Die Übereinstimmung dieser Formeln mit der Realität ist insbesondere an den Grenzen der Gültigkeitsintervalle durchaus fraglich. Die verbesserte GMNIA-Methode zeigt eine sehr gute Übereinstimmung mit den Standardformeln, insbesondere in den mittleren Teilen der Gültigkeitsintervalle. In den Randbereichen wurde es gründlich gegen höhere mathematische Modelle (ABAQUS) und physikalische Experimente validiert.
Jede Änderung des numerischen Modells führt zwangsläufig zu einer Änderung der Ergebnisse. Dies wird sich auch in Version 21 widerspiegeln und in den allermeisten Fällen innerhalb der prozentualen Einheiten unterschiedlich sein. Unsere Experten helfen Ihnen gerne bei der Erklärung größerer Abweichungen.
Darüber hinaus äußert sich die Modellverbesserung auch in einer deutlichen Beschleunigung der Berechnung im Bereich von bis zu 30%.
GMNA Solver
Der Solver, der für die Hohlprofilverbindungen in IDEA StatiCa Connection und auch für GMNIA in IDEA StatiCa Member verwendet wurde, wurde verbessert. Jetzt enthält er eine nichtlineare Formulierung nicht nur von Schalenelementen (die bereits in früheren Versionen vorhanden waren), sondern auch von Verbindungen und Kopplungen, die in Komponenten wie Schrauben oder Schweißnähten verwendet werden.
Das Modell der Verbindung wird durch das Einfügen eines kondensierenden Superelements erheblich verbessert. Dieses Element wird hinter dem Bauteilende hinzugefügt und hat die gleichen Eigenschaften wie das elastische Schalenmodell des Bauteils. Es ist nur ein Element, aber es ermöglicht die Entwicklung einer elastischen Verformung und Spannung an den Bauteilenden. Aus diesem Grund kann der Teil des Bauteils, der aus Schalenelementen besteht, kürzer sein und sogar das Modellverhalten verbessern.
Ein kondensierendes Superelement wurde an den Bauteilenden hinzugefügt
Dies ermöglicht die Verkürzung des Teils des Modells, in dem Schalenelemente verwendet werden, und erhöht dennoch die Genauigkeit des Modells. Die große Verbesserung besteht darin, dass weniger Elemente im Modell zu einer schnelleren Berechnungszeit und einer schnelleren Visualisierung der Ergebnisse führen.
Der Querschnitt verformt sich am Ende des Schalenmodells
Dies ist der Hauptgrund, warum die Änderung vorgenommen wurde. Der Querschnitt kann sich an den Enden des Modells verformen, das aus Schalenelementen besteht. Verbindungen von Hohlprofilen erfordern relativ lange Bauteile - bis zum 10-fachen Querschnittsdurchmesser. Durch die Einführung des kondensierenden Superelements hinter dem Teil des Modells, der aus Schalenelementen besteht, ist die Berechnung bei gleicher Genauigkeit viel schneller.
Für Hohlprofile reduzierte Schalenbiegefestigkeit (Imperfektionen)
Die Lasttragfähigkeiten von Hohlprofilverbindungen in den Norm werden durch die Methode der Versagensart ermittelt, die Kurvenanpassungsmodelle verwendet, die aus Experimenten und erweiterten numerischen Modellen ermittelt wurden. Die reale Struktur enthält anfängliche Imperfektionen und Eigenspannungen, die von Schalenmodellen in IDEA StatiCa Connection nicht erfasst werden. Um eine genauere Übereinstimmung mit den Ergebnissen aus Normen zu erreichen, wurde der Einfluss von Restspannungen und anfänglichen Imperfektionen in IDEA StatiCa-Modellen eingeführt, indem die Biegefestigkeit von Schalen von Hohlprofilen mit einem hohen D/(2t) -Verhältnis verringert wurde.
Diese kombinierten Änderungen ermöglichten uns eine enge Einhaltung der Ergebnisse der in den Bemessungsnormen enthaltenen Fehlerversagensart.
