Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Minimum value approach for modelling of the buckling resistance of welded I-section high strength steel columns

Gajewski M. D., Giżejowski M. A., Szczerba R. B.

Archives of Civil Engineering

|

2019

|

Vol. 65, nr 4

113--126

EN

The paper deals with determination of flexural resistance buckling curves for welded I-section steel members made of high strength steel (S 690). In the paper the previously proposed BF analytical model is used for approximation of FEM results obtained using moderately large deformation shell theory and ABAQUS/Standard software. Final formulation of flexural resistance buckling curves is possible through the use of the Merchant-Rankine-Murzewski approach adopted extensively in the authors’ previous papers. For nonlinear optimization, which is needed for analytical model parameters determination, the Wolfram Mathematica package is used. Obtained results for S 690 steel are presented against the results for S 355 steel.

PL

Celem artykułu jest wyznaczenie krzywych wyboczeniowych w przypadku spawanych elementów ściskanych wykonanych ze stali S 690. Rozważane zagadnienie stanowi kontynuację pracy [3], gdzie analogiczne zagadnienie rozważano dla stali S 355. Zastosowano, zweryfikowane w [3] jako najbardziej wiarygodne, podejście analityczne Best Fit z uwzględnieniem metody randomizacji Merchanta-Rankine’a-Murzewskiego. Kalibrację sformułowania analitycznego przeprowadzono na podstawie wyników symulacji MES z programu ABAQUS. Wyniki obliczeń numerycznych posłużyły do wyznaczenia parametrów materiałowych zaproponowanego modelu analitycznego. Wyznaczenie parametrów materiałowych było możliwe dzięki zastosowaniu metod optymalizacji nieliniowej i pakietu Wolfram Mathematica. Elementy ściskane modelowano w MES stosując teorię powłok dużych deformacji oraz modele konstytutywne sprężysto-plastyczności ze wzmocnieniem izotropowym. Naprężenia pospawalnicze modelowano poprzez wstępne samozrównoważone pole naprężeń rezydualnych. Pole naprężeń rezydualnych określone było przez dwa parametry: ψten i ψcom odpowiednio dla strefy rozciąganej i strefy ściskanej. Parametr naprężenia rezydualnego ψten jest utrzymywany na stałym poziomie dla różnych historii wymiany ciepła przy spawaniu. W konsekwencji tylko ψcom jest dalej uważany za zmienną. W analizie przyjęto wartości dyskretne z zakresu od 0.1 do 0.5, uwzględniając różne historie obciążenia termicznego wynikającego z przebiegu procesu spawania.

2

Buckling resistance assessment of steel I-section beam-columns not susceptible to LT-buckling

Giżejowski M. A., Szczerba R., Gajewski M. D., Stachura Z.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2017

|

Vol. 17, no. 2

205--221

EN

The authors focused on buckling resistance assessment of steel-I-section perfect beam-columns of the cross-section class 1 and 2, not susceptible to LT-buckling and subjected to compression and one directional bending about the section principal axes y–y or z–z. These assumptions lead to the case of elements considered as only sensitive to the flexural failure including second order in-plane bending and compression. The stability behaviour of elements subjected to different bending configurations and different static schemes was investigated through comprehensive numerical study with use of the finite element method. Geometrically and materially nonlinear analyses GMNA in case of perfect beam-columns and GMNIA fo the imperfect ones were carried out in reference to shell and beam element models. Static equilibrium paths accounting for pre- and post-limit behaviour were determined with use of the incremental-iterative algorithm taking into consideration displacement-control parameters. An analytical formulation for a quick verification of the perfect I-section beam-column resistance is proposed. Finally, the global effect of imperfections is also investigated using GMNIA. The verification method developed for perfect elements is extrapolated for imperfect beam-columns. The good agreement of the proposed analytical formulation is shown through an extensive comparison with more than 3500 results of finite element numerical simulations conducted with use of ABAQUS/Standard program.

3

Beam-column in-plane resistance based on the concept of equivalent geometric imperfections

Giżejowski M. A., Szczerba R. B., Gajewski M. D., Stachura Z.

Archives of Civil Engineering

|

2016

|

Vol. 62, nr 4/II

35--71

EN

Assessment of the flexural buckling resistance of bisymmetrical I-section beam-columns using FEM is widely discussed in the paper with regard to their imperfect model. The concept of equivalent geometric imperfections is applied in compliance with the so-called Eurocode’s general method. Various imperfection profiles are considered. The global effect of imperfections on the real compression members behaviour is illustrated by the comparison of imperfect beam-columns resistance and the resistance of their perfect counterparts. Numerous FEM simulations with regard to the stability behaviour of laterally and torsionally restrained steel structural elements of hot-rolled wide flange HEB section subjected to both compression and bending about the major or minor principal axes were performed. Geometrically and materially nonlinear analyses, GMNA for perfect structural elements and GMNIA for imperfect ones, preceded by LBA for the initial curvature evaluation of imperfect member configuration prior to loading were carried out. Numerical modelling and simulations were conducted with use of ABAQUS/Standard program. FEM results are compared with those obtained using the Eurocode’s interaction criteria of Method 1 and 2. Concluding remarks with regard to a necessity of equivalent imperfection profiles inclusion in modelling of the in-plane resistance of compression members are presented.

PL

W artykule przedstawiono obszerne studium numeryczne dotyczące wpływu kształtu i amplitudy imperfekcji o charakterze geometrycznym na nośność swobodnie podpartych elementów ściskanych i zginanych bez zwichrzenia o przekrojach dwuteowych bisymetrycznych walcowanych typu HEB. Imperfekcje przyjęto zgodnie z koncepcją równoważnych imperfekcji geometrycznych (która ujmuje zbiorczo zarówno wpływ losowych imperfekcji geometrycznych jak również materiałowych różnych typów) w odniesieniu do tak zwanej eurokodowej metody ogólnej [11].