Sfondo di progettazione
Per eseguire la verifica, è necessario creare il modello analitico pertinente e verificarlo rispetto alla norma o al benestare tecnico generale [3] dei singoli prodotti.
Verifica del modello analitico
Innanzitutto, è necessario verificare la qualità dei risultati su un foro di perforazione. Per questo, è importante definire le impostazioni della mesh EF o perfezionare la mesh EF nell'area di perforazione in modo tale che i risultati corrispondano ai valori richiesti specificati nella DIN 18008.
La struttura di base è una piastra rettangolare con foratura:
a = 300 mm
b = 600 mm
t = 10 mm
Il risultato sono le tensioni di un massimo di 48,2 N/mm². Rientrano nel limite consentito da 46 a 52 N/mm² in conformità con l'approvazione [3], e quindi il modello può essere utilizzato.
Oltre a controllare le tensioni su un foro, è necessario controllare la modellazione del raccordo nel passaggio successivo.
Le superfici del lato superiore e inferiore del raccordo sono modellate utilizzando solidi di contatto, che possono trasferire solo le forze di compressione. La rigidezza del solido viene selezionata in base alla rigidezza del raccordo in vetro esistente.
Ad esempio, ci sono i seguenti valori di risultato:
Materiale lato superiore: E = 40 N/mm², G = 13,8 N/mm²
Materiale lato inferiore: E = 50 N/mm², G = 24,1 N/mm²
Applicando i limiti di carico massimo ammissibile FD/Z = 8.900 N e FQ = 5.100 N [3], risultano le seguenti rigidezze:
Compressione Z/wZ = 19.347 N/mm
Trazione D/wD = 20,602 N/mm
Taglio Q/uQ = 5.247 N/mm
Quando si confrontano i valori con l'approvazione [3], tutti i risultati rientrano nei limiti consentiti:
15.386 N/mm ≤ cZ,D ≤ 24.372 N/mm
344 N/mm ≤ cQ
Pertanto, il modello può essere ulteriormente utilizzato per il calcolo.
L'ultimo passaggio è la verifica dell'intero modello. Per questo, entrambe le sottostrutture modellate in precedenza vengono unite. Le dimensioni strutturali considerate e i risultati richiesti si riferiscono alle omologazioni tecniche [3].
I risultati visualizzati nella Figura 04 mostrano un'ottima congruenza tra i risultati esistenti e quelli richiesti. Questo modello EF verificato è ulteriormente utilizzato come base per il calcolo del sistema strutturale attuale.
Verifica utilizzando l'analisi FEM
Come struttura con carichi da progettare, sarà utilizzato il sistema strutturale descritto nella Parte 1 dell'articolo. Così, le differenze tra i due tipi di progetto diventano chiare.
Il modello FEM creato in precedenza sarà ora inserito nella struttura da progettare. Le tensioni risultanti sono utilizzate per la verifica.
Il valore massimo delle tensioni nell'area del foro di perforazione è σ = 29,22 N/mm². Quindi, il rapporto di progetto è η = 29,2/51,3 = 0,57.
Conclusione
Un confronto tra i due metodi di calcolo mostra chiaramente che potrebbero esserci alcune differenze tra i rapporti di progetto calcolati. In questo caso, il rapporto di progetto è inferiore di circa il 40% a causa dell'analisi esatta. Anche se questo non può essere generalmente assunto, dimostra che un'analisi FEM precisa può spesso avere dei vantaggi.
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