描述
两根 IPE 200 截面、S355 钢材的梁通过横向全熔透对接焊缝焊接在一起。在所研究节点位置处，梁承受弯矩和正应力：
| 正应力 N [kN] | 弯矩 My [kNm] | |
| 最小值 | 100 | 10 |
| 最大值 | 300 | 30 |
名义应力的确定
安全系数 \(\gamma_{Mf}\) 从表 3.1（EN 1993-1-9）中选取。本示例假设 \(\gamma_{Mf} = 1.15\)。
| 评估方法 | 破坏后果 | |
| 低后果 | 高后果 | |
| 损伤容限 | 1 | 1.15 |
| 安全寿命 | 1.15 | 1.35 |
解析法
名义应力由简单公式确定：
\[\sigma = \frac{N}{A} + \frac{M_y}{W_y} \]
最小正应力为：
\[\sigma_{min} = \frac{100 \cdot 10^3}{2850} + \frac{10 \cdot 10^6}{194000} = 86.6 \, \textrm{MPa}\]
最大正应力为：
\[\sigma_{max} = \frac{300 \cdot 10^3}{2850} + \frac{30 \cdot 10^6}{194000} = 259.9 \, \textrm{MPa}\]
应力幅为：
\[\sigma_{max} - \sigma_{min} = 259.9 - 86.6 = 173.3 \, \textrm{MPa} \]
无剪应力。应力集中系数 kf 根据相应节点选取。对于承受法向力的全截面全熔透对接焊缝，应力集中系数为 kf = 1.0。
\[\Delta \sigma_R = \gamma_{Mf} \cdot k_f \cdot (\sigma_{max} - \sigma_{min}) = 1.15 \cdot 1.0 \cdot 173.3 = 199.3\,\textrm{MPa} \]
CBFEM（基于组件的有限元模型）分析
荷载设置如下：
参考荷载为最小荷载，LE2 为最大荷载。
最大荷载（LE2）下的 von Mises 应力表明，没有任何部位发生屈服。
在对接焊缝附近自动生成截面，应力显示在校核表中：
应力集中系数 kf 由有限单元法获取，无需再次施加。安全系数必须使用。
\[\Delta \sigma_R = \gamma_{Mf} \cdot \sigma_{max} = 1.15 \cdot 178.1 = 204.8\,\textrm{MPa} \]
对比
IDEA StatiCa 给出的正应力（178.1 MPa）略高于解析法结果（173.3 MPa）。差异仅由 IDEA StatiCa 中所采用的截面参数略有不同所致：
| 实际值 | IDEA StatiCa | |
| A | 2850 mm2 | 2772 mm2 |
| Wy | 194 000 mm3 | 188 732 mm3 |
采用简化截面的截面特性，可得到与 IDEA StatiCa 相同的结果：\(\sigma_{min} = 89.1\,\textrm{MPa}\)，\(\sigma_{max} = 267.2\,\textrm{MPa}\)，\(\sigma_{max} - \sigma_{min} = 178.1\,\textrm{MPa}\)。
疲劳分析
以下给出了按 EN 1993-1-9:2005 进行设计时，采用名义应力进行疲劳分析的示例。
从表 8.3 中选取疲劳细节类别 90。
对于等幅名义应力幅，疲劳寿命循环次数取自第 7.1 章：
\[N_R = \frac{\Delta \sigma_c^m \cdot 2\cdot 10^6}{\Delta \sigma_R^m}\]
手算结果：
\[N_R = \frac{90^3 \cdot 2\cdot 10^6}{199.3^3} = 184\,177\, \textrm{cycles}\]
IDEA Connection 结果：
\[N_R = \frac{90^3 \cdot 2\cdot 10^6}{204.8^3} = 169\,734 \, \textrm{cycles}\]
由于截面简化，IDEA Connection 中节点所能承受的循环次数略低。
基准算例
输入
构件：B1、B2 - IPE200
钢材等级：S 355
荷载效应：
- 参考荷载：N = 100 kN，My = 10 kNm
- LE2：N = 300 kN，My = 30 kNm
加工操作：斜切割、对接焊缝
输出
最大正应力幅：上翼缘处 178.1 MPa
剪应力幅：0 MPa