Barres

Une barre est un élément poutre spécial qui peut uniquement résister à une déformation axiale. Considérez la structure ci-dessous :

Les connexions de cette classe de structures sont conçus de façon à interdire tout développement interne de moments. Une seule force importante peut se développer dans chaque élément : la force axiale. La force axiale est constante sur toute la longueur de chaque élément et elle génère une contrainte axiale qui est uniforme pour l'ensemble de la section. Ces éléments sont modélisés sous la forme de barres. Les barres sont souvent employées dans des applications architecturales et structurelles comme les ponts, les centrales à tour, etc.

Une barre est définie par deux noeuds. Chaque noeud possède 3 degrés de liberté qui correspondent aux déplacements dans 3 directions orthogonales. La barre représenté ci-dessous est articulée au niveau du noeud gauche et une force axiale P est appliquée sur le noeud droit. La direction axiale est sur la longueur de la poutre ou de la barre et pas dans les deux direction de la section.

Contrainte axiale (Sx) =  P/A, et déplacement axial du noeud droit (Ux) =PL/AE

où :

P = force axiale dans la longueur de la barre

A = aire de la section de la barre

L = longueur de la barre

E = module d'élasticité.

L'équation ci-dessus peut être écrite sous la forme Ux=P/(AE/L)= P/K où K=AE/L, ce qui suggère qu'une barre est analogue à un ressort axial de raideur k=AE/L.

Connexions

Les connexions coïncident avec le point de rencontre du profil de la construction soudée. Il est recommandé de positionner le point de rencontre au centre de gravité du profil de la construction soudée pour éviter des résultats inattendus.

Lorsque le point de rencontre est au centre de gravité, les chargements axiaux génèrent uniquement des contraintes axiales.

Propriétés du matériau

Le module d'élasticité est toujours requis.

La densité est requise uniquement si les chargements gravitationnels sont pris en compte.

Déplacements imposés

Vous ne pouvez appliquer que des déplacements imposés en translation aux connexions des barres. Il existe 3 degrés de liberté en translation au niveau de chaque noeud (connexion). Les déplacements imposés de type Fixe et Immobile (pas de translation) sont similaires pour une connexion de barre, puisque les rotations ne sont pas prises en compte. Vous pouvez appliquer les translations prescrites (nulles ou non nulles). Si les barres et les poutres se rencontrent au niveau d'une connexion, vous pouvez appliquer des rotations, mais celles-ci n'agissent toutefois que sur les poutres.

Chargements

Vous pouvez appliquer des forces concentrées aux connexions et aux points de référence. Vous pouvez également appliquer une gravité. Le programme calcule les forces gravitationnelles à partir des accélérations et des densités spécifiées. Seules les forces axiales générées dans chaque élément sont prises en compte. Une barre ignore les forces qui lui sont appliquées dans une direction normale.

Maillage

Vous ne disposez d'aucune option pour mailler les poutres et les éléments mécano-soudés. Les éléments de poutre et de barre sont affichés sous la forme de cylindres volumiques, quelle que soit la forme réelle de leur section.

Un élément mécano-soudé droit identifié en tant que barre est représenté par un seul élément de barre. La variation de la déformée axiale est linéaire et la contrainte axiale est constante sur la section et le long de la barre.

Résultats

Vous pouvez afficher des contraintes et des forces axiales, des déplacements et des tracés de déformées. Les forces et les contraintes dans une barre sont constants sur la section et le long de la barre. Les déplacements varient linéairement entre les extrémités. Les forces, les déformations et les contraintes dans les directions autre que la direction axiale sont définies à zéro. Dans un tracé des contraintes, chaque barre apparaît dans une couleur. La force dans une barre est égale au produit de la contrainte axiale par la superficie de sa section.