ProfilMaker

Analyse beliebiger, komplexer Profile

Erzeugen, Analysieren und Verwalten von Profilen

Der mb-ProfilMaker ist für die Bearbeitung von selbstdefinierten Profilquerschnitten aus Stahl konzipiert. Dazu gehören das Erzeugen neuer Querschnitte, die Berechnung der Spannungsverteilungen im Querschnitt, die Dokumentation der Querschnitte mit Ergebnissen und letztendlich auch die Verwaltung der Profilquerschnitte über die Projekt-Stammdaten. Die grafische Oberfläche ermöglicht mühelos das Erstellen von selbstdefinierten Profilquerschnitten, basierend auf dem Zusammenführen von Teilquerschnitten. Dabei kann auf Walz­profile der Projekt-Stammdaten zugegriffen werden. Profile können sowohl aus dünnwandigen als auch aus fülligen Bereichen bestehen. Die komplexe Berechnung und Analyse beruhen auf der Methode der Finiten Elemente unter der Hypo­these der ebenen Querschnitte.

Teilquerschnitte als Positionstypen

Für das Erzeugen von Profilquerschnitten werden verschiedene Teilquerschnitte zu einem neuen Profil zusammengeführt. Alle Teilquerschnitte werden als spezielle Positionstypen aufgerufen, deren Eigenschaften die Form des Teilquerschnitts bestimmen. Aus den Projekt-Stammdaten können Normprofile ausgewählt werden, die Querschnittsabmessungen lassen sich nachträglich verändern, z.B. durch Rotieren, Halbieren oder Verändern der Geometrie (z.B. Flanschbreite). Zusätzlich können geometrische Grundformen wie Rechtecke, Dreiecke, Ausrundungen und polygonale Konturen für dünnwandige Bereiche über Parameter in den Eigenschaften definiert werden. Die Parameter sind sowohl in der Vorlage als auch später in den Eigenschaften editierbar. Für jeden Teilquerschnitt können die Generierungspara­meter zur Erzeugung des FE-Netzes separat definiert werden.

Ergebnisse dokumentieren

Alle Flächenwerte des Profilquerschnitts sind direkt nach der Berechnung in der Oberfläche des ProfilMakers im Fenster „Querschnittswerte und Schnittgrößen“ einzusehen. Für zusätzlich vorgegebene Belastungen kann auch die Verteilung der Normal-, Schub- und Vergleichsspannungen im Profilquerschnitt berechnet und angezeigt werden. Diese lassen sich im Ergebnismodus grafisch-interaktiv darstellen, dabei kann zwischen verschiedenen Darstellungs­varianten (z. B. Isolinien, Isoflächen, jeweils mit oder ohne Werte) gewählt werden. Im Detail können die Darstellungen über Symbolgrößen und Stifte individuell angepasst werden. Der aktuell dargestellte Bildschirmausschnitt lässt sich bequem mit der Plot-Funktion an den mb-Viewer übergeben und von dort auf einem Drucker oder Plotter ausgeben oder als PDF exportieren.

Schnittgrößen

Beim Erzeugen von Querschnitten ist es sehr hilfreich, Schnittgrößen im ProfilMaker einzugeben und die Spannungsverläufe im Querschnitt zu untersuchen. Schwachstellen werden so schnell erkannt und ausgeglichen. Neben der Normalkraft können infolge Doppelbiegung zweiachsige Biegemomente und Querkräfte eingetragen werden. Hinzu kommen Torsions- und Wölbmoment. 

Die folgenden Ergebnisse werden geliefert:

  • Normalspannungsverteilung im elastischen Zustand
  • Lage der Nulllinie und Grenzwerte der Schnittgrößen im elastisch-plastischen Zustand unter Normalkraft- und Biegebeanspruchung
  • Schubspannungsverteilung im Querschnitt im elastischen Zustand
  • Torsionssteifigkeit und Schubspannungsverteilung infolge Torsionsbeanspruchung im elastischen Zustand
  • Wölbgrößen, Normal- und Schubspannungsverteilung infolge der Wölbkrafttorsion

Ermittlung der Querschnittsklasse (c/t-Linien)

Um die Querschnittsklasse eines Profils nach DIN EN 1993-1-1 ermitteln zu können, sind die c/t-Verhältnisse für die einzelnen Querschnittsteile eines Profils auszuwerten. Dies geschieht im ProfilMaker über sogenannte c/t-Linien. Mit dem Positionstyp  „c/t-Linie“ kann eine c/t-Linie definiert und das c/t-Verhältnis ermittelt werden.

Bei manchen Positionen (z.B. bei Normprofilen) können die c/t-Linien automatisch per Schalter in den Positionseigenschaften erzeugt werden. Für zusammengesetzte Querschnitte sind die c/t-Linien für jeden (dünnwandigen) Querschnittsteil mit Hilfe des Positionstyps „c/t-Linie“ manuell zu setzen. Dabei ist die Eingabeoption „Setzen aus Position“ sehr hilfreich, mit der die c/t-Linien eines Profils automatisch als einzelne c/t-Linien-Positionen erzeugt werden. Die Länge der c/t-Linien-Position bestimmt die Länge c der c/t-Linie, die Dicke t des betreffenden Querschnittsteils muss als Positionseigenschaft vorgegeben werden. Neben den Abmessungen ist außerdem anzugeben, ob der betreffende Querschnittsteil beidseitig oder nur einseitig gelagert ist.

Wurden die c/t-Linien für einen Profilquerschnitt definiert, lässt sich die Querschnittsklasse für die gegebene Belastung ermitteln und in der Ausgabe dokumentieren.

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