Верифікація результатів розрахунку

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.