설명
S355 강종의 IPE 200 단면 두 보가 횡방향 완전 용입 맞대기 용접으로 연결됩니다. 검토 대상 상세 위치에서 보는 휨 모멘트와 수직 응력을 받습니다:
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| 수직력 N [kN] | 휨 모멘트 My [kNm] |
| 최솟값 | 100 | 10 |
| 최댓값 | 300 | 30 |

공칭 응력 산정
안전계수 γMf는 표 3.1(EN 1993-1-9)에서 선택합니다. 이 예제에서는 γMf=1.15로 가정합니다.
| 평가 방법 | 파괴의 결과 | |
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| 낮은 결과 | 높은 결과 |
| 손상 허용 | 1 | 1.15 |
| 안전 수명 | 1.15 | 1.35 |
해석적 방법
공칭 응력은 다음의 간단한 공식으로 산정합니다:
σ=AN+WyMy
최소 수직 응력의 경우:
σmin=2850100⋅103+19400010⋅106=86.6MPa
최대 수직 응력의 경우:
σmax=2850300⋅103+19400030⋅106=259.9MPa
응력 범위는 다음과 같습니다:
σmax−σmin=259.9−86.6=173.3MPa
전단 응력은 없습니다. 응력 집중 계수 kf는 해당 상세에 대해 선택합니다. 전체 단면에 걸쳐 수직력을 받는 완전 용입 맞대기 용접의 경우, 응력 집중 계수는 kf = 1.0입니다.
ΔσR=γMf⋅kf⋅(σmax−σmin)=1.15⋅1.0⋅173.3=199.3MPa
CBFEM(구성요소 기반 유한요소법) 해석
하중은 다음과 같이 설정합니다:

기준 하중은 최소 하중이며, LE2는 최대 하중입니다.
최대 하중(LE2)에서의 폰 미세스 응력은 어떤 부분도 항복하지 않음을 보여줍니다.

맞대기 용접 근처에 평면이 자동으로 생성되며, 응력은 검토 표에 표시됩니다:


응력 집중 계수 kf는 유한요소법에서 산출되므로 다시 적용할 필요가 없습니다. 안전계수는 반드시 적용해야 합니다.
ΔσR=γMf⋅σmax =1.15⋅178.1=204.8MPa
비교
IDEA StatiCa는 해석적 방법(173.3 MPa)보다 약간 높은 수직 응력(178.1 MPa)을 나타냅니다. 이 차이는 IDEA StatiCa에서 가정한 단면의 단면 특성이 약간 다르기 때문입니다:

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| 실제값 | IDEA StatiCa |
| A | 2850 mm2 | 2772 mm2 |
| Wy | 194 000 mm3 | 188 732 mm3 |
단순화된 단면의 단면 특성을 사용하면 IDEA StatiCa와 동일한 결과를 얻을 수 있습니다: σmin=89.1MPa, σmax=267.2MPa, σmax−σmin=178.1MPa.
피로 해석
EN 1993-1-9:2005에 따른 설계에 대해 공칭 응력을 사용한 피로 해석 예제를 보여줍니다.
상세 범주 90은 표 8.3에서 선택합니다.
등진폭 공칭 응력 범위의 경우, 피로 수명에 대한 사이클 수는 7.1절에서 산출합니다:
NR=ΔσRmΔσcm⋅2⋅106
수계산:
NR=199.33903⋅2⋅106=184177cycles
IDEA Connection:
NR=204.83903⋅2⋅106=169734cycles
단면의 단순화로 인해 IDEA Connection에서 접합부가 견딜 수 있는 사이클 수가 약간 낮게 나타납니다.
벤치마크 사례
입력값
부재: B1, B2 - IPE200
강종: S 355
하중 효과:
기준: N = 100 kN, My = 10 kNm
LE2: N = 300 kN, My = 30 kNm
제작 작업: 마이터 절단에 의한 절단, 맞대기 용접
출력값
최대 수직 응력 범위: 상부 플랜지에서 178.1 MPa
전단력 응력 범위: 0 MPa