Podstawy teoretyczne
Zapoznaj się z najważniejszymi informacjami o modelu spoiny w naszych Podstawach teoretycznych. Część ogólna opisuje sam model obliczeniowy:
Podstawy teoretyczne: Analiza połączeń zgrzewanych
Konkretne części Podstaw teoretycznych dla każdej z obsługiwanych norm krajowych:
Jak działają spoiny w IDEA StatiCa?
W artykule Jak spoiny są modelowane w IDEA StatiCa znajdziesz jasną prezentację tego, jak rozwija się naprężenie podczas obciążania, a także jak rozkłada się naprężenie wzdłuż długiej spoiny.
Spoiny i połączenia zgrzewane są również omawiane w naszych artykułach na blogu Połączenia stalowe zgrzewane – warto się martwić czy nie? oraz Redukcja kosztów spoin poprzez lepszą technologię wytwarzania (gdzie omówiono kombinację przenoszenia obciążenia przez spoinę i kontakt przy ściskaniu).
Rozmiar i długość spoiny
Istnieją różne sposoby definiowania rozmiaru spoiny, w zależności od regionu. Przeczytaj artykuł Rozmiar i długość spoiny, aby dowiedzieć się, jak IDEA StatiCa definiuje rozmiar spoiny lub w przypadku gdy potrzebujesz znać dokładną długość spoiny:
Weryfikacje
W naszym Centrum wsparcia znajdziesz wiele studiów weryfikacyjnych opisujących zachowanie różnych modeli połączeń zgrzewanych, a także porównania z badaniami laboratoryjnymi.
Studia weryfikacyjne modeli ze spoinami
Aktualizacje w wersjach
Poniższe funkcje są częścią naszych informacji o wydaniach IDEA StatiCa i mogą być związane ze spoinami. Więcej informacji o tych funkcjach znajdziesz w dedykowanych artykułach pod linkami:
Sprawdzenie brakujących spoin (wersja 20.1)
Dodaliśmy kolejne przydatne narzędzie, które automatycznie pomaga użytkownikowi znaleźć niezgrzewane części połączenia: narzędzie do analizy modelu połączenia w celu wykrycia potencjalnie brakujących spoin.
Import zalecanych spoin (wersja 20.1)
Podczas importowania połączenia z oprogramowania CAD dostępna jest teraz opcja dodania zalecanych spoin.
Zaktualizowany model spoin czołowych (wersja 20.1)
Rozmiar spoin czołowych został poprawiony dla spoin czołowych typu krawędź-powierzchnia.
Specyfika sprawdzania spoin według Eurokodu (EN) i normy indyjskiej (IS) (wersja 21.1)
Aby zachować zgodność z normami i zapewnić bezpieczeństwo projektu, wartość wytrzymałości uwzględniana w sprawdzeniu normowym spoin jest obecnie obliczana na podstawie wartości wytrzymałości stali podstawowej dla norm EN i IS oraz samego materiału spoiny.
Kombinowanie operacji spoiny i kontaktu (wersja 22.1)
Od wersji 22.1 operacje spoiny i kontaktu można kombinować.
Sprawdzanie kolizji blachy i spoiny (wersja 22.1)
Blachy i części modelu mogą być umieszczone w sposób, który powoduje kolizję z innymi blachami i elementami.
Sprawdzanie spoin przekrojów zgrzewanych (wersja 23.0)
IDEA StatiCa może obecnie sprawdzać spoiny podłużne elementów o przekrojach zgrzewanych.
Ulepszona wizualizacja sprawdzenia spoin (wersja 23.0)
Sprawdzanie spoin metodą elementów skończonych różni się od tradycyjnych obliczeń projektowych. W tradycyjnych obliczeniach można zaniedbać niewielkie eksentryczności, deformacje, skręcanie, współczynnik Poissona itp.
Ulepszenia detalowania śrub i spoin w Eurokodzie (wersja 23.0)
Sprawdzenie detalowania w IDEA StatiCa Connection zostało ulepszone. Inżynierowie mogą mieć lepszy przegląd projektu i sprawdzenia normowego śrub i spoin dzięki szczegółowym informacjom i zaleceniom według Eurokodu, dostępnym w tabelach sprawdzeń oraz w raporcie.
Elektrody spawalnicze definiowane przez użytkownika (wersja 23.1)
Materiał spoiny jest edytowalnym elementem w MPRL (Material and Product Range Library). Oznacza to, że możesz zdefiniować elektrody spawalnicze niezależnie od klasy stali łączonych blach.
Aby dodać materiał spoiny definiowany przez użytkownika, przejdź do zakładki Materiały, dodaj materiał Spoina i Edytuj jego właściwości.
Ogólna spoina wyróżniona w widoku 3D (wersja 23.1)
Wprowadzono prostą poprawkę w widoku 3D aplikacji Connection, ułatwiającą orientację, szczególnie w większych modelach połączeń importowanych za pomocą łączy BIM z aplikacji CAD.
Po wybraniu operacji Spoina ogólna lub kontakt, spoina w widoku 3D jest wyróżniona kolorem pomarańczowym (domyślnie).
Ostrzeżenie o elektrodach o wyższej wytrzymałości niż blachy (wersja 23.1)
Gdy w Konfiguracji normy aplikacji Connection aktywne jest Sprawdzenie detalowania , użytkownicy otrzymują ostrzeżenie, jeśli materiał elektrody spawalniczej ma wyższą wytrzymałość niż zgrzewane blachy. Pomaga to zapewnić zgodność z normami bezpieczeństwa projektowania.
Dotyczy to Eurokodu (EN) i normy indyjskiej (IS), które zawierają klauzule definiujące, że wytrzymałość spoiny jest determinowana przez mniejszą wytrzymałość na rozciąganie łączonych blach, oraz wymagania, że materiał dodany elektrod spawalniczych musi mieć wyższą wytrzymałość niż materiał podstawowy (EN 1993-1-8 – 4.5.3.2 i IS 800:2007 - 10.5.7.1.1).
Ostrzeżenia dotyczące spoin i śrub łączących te same blachy (wersja 23.1)
Projektowanie połączeń kombinujących spoiny i śruby lub śruby i śruby sprężone jest niebezpieczne i niedozwolone przez normy. Aplikacja Connection automatycznie informuje o użyciu takiego podejścia w projekcie, aby zapewnić prawidłowe, bezpieczne projektowanie.
Autoprojektowanie spoin do ciągliwości/pełnej wytrzymałości/nadwytrzymałości (wersja 24.0)
Automatyczne wymiarowanie spoin eliminuje uciążliwe i czasochłonne ręczne wprowadzanie i sprawdzanie każdej spoiny. Dzięki algorytmowi automatyzującemu ten proces, IDEA StatiCa zapewnia szybsze modelowanie i całkowicie bezpieczne projektowanie połączeń zgrzewanych.
Automatyczne wymiarowanie spoin do oszacowania nośności (wersja 24.0)
Automatyczne wymiarowanie spoin rozwiązuje problem ręcznego dostosowywania rozmiaru każdej spoiny, co jest zarówno uciążliwe, jak i czasochłonne. Automatyzując ten proces, IDEA StatiCa znacznie pomaga przyspieszyć proces projektowania i promuje bardziej konsekwentne projektowanie spoin w różnych projektach.
Spoiny czołowe z częściowym przetopem (PJP) (wersje 24.0, 24.1, 25.0)
Integracja spoin czołowych z częściowym przetopem, czyli spoin PJP, w IDEA StatiCa Connection odpowiada na specyficzne wymagania określone dla spoin czołowych PJP, odmienne od tych dla spoin pachwinowych.
Rozmiar spoiny z częściowym przetopem jest przyjmowany do analizy z taką samą wartością, jaka została wprowadzona. IDEA StatiCa nie stosuje żadnych korekt, takich jak redukcja nominalnego rozmiaru spoiny – jest to zadanie użytkownika przed wprowadzeniem danych.
Ostrzeżenia związane z elementami spoin (wersja 24.1)
Wbudowane są dwa typy ostrzeżeń:
- „Typ spoiny zmieniony na spoinę czołową ze względu na połączenie krawędź-krawędź” (zmiana typu spoiny spowodowana operacją modelowania)
- „Spoina nie została utworzona z powodu ograniczeń geometrii” (obejmuje sytuacje, gdy niedokładności w geometrii powodują niepowodzenie utworzenia spoiny)
Ulepszenia regionalne (wersja 25.0)
Dla lokalnych inżynierów wersja 25.0 wprowadza kilka ulepszeń, takich jak spoiny PJP w Eurokodzie, wdrożenie nowej normy ACI nie tylko dla inżynierów z USA, sprawdzenia zakotwień dla normy chińskiej, rozróżnienie terminologii brytyjskiej i amerykańskiej i wiele więcej.
Obszar rozprzestrzeniania spoiny (wersja 25.0)
Obszar rozprzestrzeniania spoiny został nieznacznie zmieniony w wersji 25.0. W poniższym artykule jasno wyjaśniono, jak obecnie działa rozkład sił z jednej blachy na drugą przez spoiny.
Obszar rozprzestrzeniania spoiny znacznie różni się między spoinami czołowymi a spoinami pachwinowymi. Obszar rozprzestrzeniania od krawędzi blachy do powierzchni innej blachy jest zdefiniowany zgodnie z poniższym rysunkiem:
Siła pochodząca z blachy krawędziowej jest następnie rozprowadzana do węzłów blachy powierzchniowej na podstawie bliskości węzła do obszaru rozprzestrzeniania spoiny.
Co obejmuje zmiana w wersji 25.0?
- Obszar rozprzestrzeniania został zmniejszony dla spoin czołowych
- Obszar rozprzestrzeniania spoin pachwinowych teraz dokładniej odzwierciedla rozmiar spoiny pachwinowej
- Grubość blachy powierzchniowej jest obecnie nieistotna dla obszaru rozprzestrzeniania spoiny
Dlaczego wprowadzono te zmiany?
- Niedawno przeprowadziliśmy wspólny projekt z Uniwersytetem w Coimbrze i ISISE. Celem projektu było stworzenie serii modeli numerycznych w programie Abaqus (ogólny pakiet oprogramowania do metody elementów skończonych z elementami skończonymi typu solid) i porównanie wyników z IDEA StatiCa Connection (elementy skończone typu shell). Skoncentrowano się na zgrzewanych połączeniach momentowych belka-słup. Porównanie pokazuje, że:
- Wyniki dla słupów walcowanych bez znaczącej siły ściskającej w słupie są w dobrej zgodności
- Wyniki dla słupów zgrzewanych spoinami czołowymi są nieznacznie niekonserwatywne (o 5,8%). Z tego powodu wprowadzono tę zmianę – redukcję obszaru rozprzestrzeniania spoiny dla spoin czołowych.
Spoina blachy okrągłej (wersja 26.0)
Okrągłe blachy usztywniające są powszechnie używane do wzmacniania cienkich środników, ale przed wersją 26.0 nie było możliwe zdefiniowanie spoin dla tych blach bezpośrednio.
W rezultacie użytkownicy musieli korzystać z rozwiązań zastępczych, zwykle importując blachę jako wielokąt z DXF, co dodawało niepotrzebne kroki i zmniejszało efektywność modelowania.
Dzięki tej aktualizacji spoiny mogą być teraz definiowane bezpośrednio dla blach usztywniających o kształcie okrągłym. Blacha jest wewnętrznie dyskretyzowana na segmenty, podobnie jak przekroje rurowe okrągłe, co zapewnia dokładne zachowanie w analizie. Liczba segmentów jest zgodna z globalnymi Ustawieniami projektu, zapewniając konsystencję w całym modelu.
Webinary i filmy
W przeszłości przeprowadziliśmy kilka webinarów na temat modelowania połączeń zgrzewanych. Inspirację znajdziesz w poniższych nagraniach:
Spoiny i śruby w IDEA StatiCa (AISC)
Sesja webinarowa obejmuje teorię dotyczącą śrub i spoin oraz sposób ich modelowania w IDEA StatiCa. Omówione zostaną również operacje dotyczące tych dwóch komponentów oraz kilka wskazówek. Na koniec zostanie wyjaśniona interpretacja wyników oraz wzory używane do sprawdzenia zgodności z wymaganiami AISC.
Zrozumienie wyników spoin dla Eurokodu
Szczegółowa tabela z wynikami jest widoczna we wszystkich wzorach, nawet z wartościami. Dostępne są również naprężenia w kierunkach głównych. Stopień wykorzystania spoiny jest wyraźnie widoczny. Jednak całkowity stopień wykorzystania Utc jest obliczany na podstawie nośności całej spoiny. Sprawdź, jak to działa.
Czy możemy znaleźć zgodność naprężenia w spoinie z moimi obliczeniami ręcznymi?
Naprężenie w spoinie jest obliczane w głównych kierunkach zgodnie z EC, a wyniki są podane w zakładkach wyników. Choć analiza w IDEA StatiCa Connection oparta jest na CBFEM, w prostych przypadkach naprężenie można porównać z obliczeniami ręcznymi, aby zweryfikować wynikowe wartości.
Ustawianie spoin pachwinowych wzdłuż środnika SHS i powierzchni blachy
Przekroje zamknięte, a zwłaszcza zakrzywione narożniki ich przekrojów, są czasami trudne do obsłużenia w zakresie zgrzewania itp. Zobacz, jak prawidłowo ustawić proste spoiny pachwinowe po obu stronach elementu SHS, wraz z jego narożnikami, które muszą być połączone z powierzchnią blachy.
Wypróbuj już dziś najnowszą wersję IDEA StatiCa
Uzyskaj pełny dostęp na 14 dni, całkowicie za darmo.
Wypróbuj IDEA StatiCa za darmo
