№80-16
Верифікація результатів розрахунку болтового з’єднання нмсе із застосуванням програмного засобу IDEA StatiCa сonnection
С.В. Мицюк1, В.П. Андрієвський1, Д.В. Мицюк1, Ю.М. Реп’ях1
1Київський національний університет будівництва і архітектури, Київ, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2025, 80:160–167
Full text (PDF)
https://doi.org/10.33271/crpnmu/80.160
АНОТАЦІЯ
Мета. Полягає в оцінці точності та збіжності різних підходів до розрахунку болтового з’єднання, зокрема методом скінченних елементів (МСЕ), напіваналітичним методом скінченних елементів (НМСЕ), аналітичного розрахунку та програмного комплексу IDEA StatiCa, а також дослідження напруженого стану болтів при урахуванні натягу.
Методика. Дослідження виконано на основі аналізу результатів розрахунків болтових з’єднань, отриманих із застосуванням різних підходів до моделювання натягу болта. Результати розрахунків було отримано за допомогою МСЕ, НМСЕ, програмного комплексу IDEA StatiCa, який застосовує норми EN, аналітичні розрахунки згідно з будівельними нормами ДБН та EN.
Результати. Встановлено незначну різницю у розподілі напружень між методами МСЕ, НМСЕ та результатами, отриманими в IDEA StatiCa. Виявлено розбіжності у напруженому стані болтового з’єднання при врахуванні натягу. Підтверджено збіжність результатів між розрахунками в IDEA StatiCa за нормами EN та моделюванням натягу болта шляхом рівномірного нагріву. Обґрунтовано можливість використання НМСЕ для розрахунку металевих вузлів із болтовими з’єднаннями в порівнянні з методами ДБН, EN, МСЕ та компонентного методу СЕ.
Наукова новизна. В рамкахпорівняльного аналізу розрахунків болтового з’єднання з використанням різних підходів до моделювання натягу болта, встановлено, що різниця у розподілі напружень між підходами МСЕ та НМСЕ, а також між розрахунками в IDEA StatiCa та іншими методами є незначною. Отримані закономірності підтверджують коректність використання НМСЕ для оцінки напруженого стану болтових з’єднань. Встановлено збіжність результатів, отриманих в IDEA StatiCa за нормами EN, із моделюванням натягу болта шляхом рівномірного нагріву.
Практична значимість. Отримані результати підтверджують можливість використання НМСЕ для аналізу болтових з’єднань у металевих конструкціях, що дозволяє підвищити точність проєктування та оцінку їхнього ресурсу. Виявлена збіжність результатів, отриманих у IDEA StatiCa, з числовими методами моделювання сприяє вдосконаленню методик розрахунку, що враховують натяг болтів, контактну взаємодію та пластичні деформації.
Ключові слова: метод скінченних елементів, напіваналітичний метод скінченних елементів, IDEA StatiCa, болтове з’єднання, збіжність.
Перелік посилань
1. Пискунов, С.О., Мицюк, С.В., Мицюк, Д.В., & Реп’ях, Ю.М. (2024). Аналіз міцності та розподіл зусиль у металевому з’єднанні при розтязі. Опір матеріалів і теорія споруд, (112), 36–42. https://doi.org/10.32347/2410-2547.2024.112.36-42
2. Пискунов, С.О., Мицюк, С.В., Мицюк, Д.В., & Реп’ях, Ю.М. (2024). Аналіз напруженого стану болтового з’єднання з урахуванням натягу болта. Опір матеріалів і теорія споруд (113), 37–44. https://doi.org/10.32347/2410-2547.2024.113.37-44.
3. WALD, Frantisek, et al. (2021). Component-based finite element design of steel connections Czech Technical University Prague.
4. Баженов, В.А., Пискунов, С.О., & Солодей, І.І. (2017). Чисельні дослідження процесів нелінійного статичного і динамічного деформування просторових тіл. Каравела.
5. Вабіщевич, М.О., & Сторчак, Д.А. (2022). Розв’язання нелінійних контактних задач деформування вузлових з’єднань сталевих конструкцій. Опір матеріалів і теорія споруд, (108), 178–188. https://doi.org/10.32347/2410-2547.2022.108.178-188
6. Солодей, І.І., Козуб, Ю.Г., Стригун, Р.Л., & Шовківська, В.В. (2022). Чисельний аналіз напружено-деформованого стану трубчастого елемента при термосиловому навантаженні. Опір матеріалів і теорія споруд, (109), 109–119. https://doi.org/10.32347/2410-2547.2022.109.109-119
7. Frederick F. Ling. (2007).Contact Stresses and Deformations, ME EN 7960-Precision Machine Design Topic 7.
8. EN 1993-1-8: Eurocode 3: Design of steel structures.
9. ДБН В.2.6-198:2014 Сталеві конструкції. Норми проектування.
