Nosníky

Prvky nosníků mohou klást odpor ohybovému, smykovému a torznímu zatížení. Typická rámová konstrukce na obrázku níže je modelována s prvky nosníků, které přenáší zatížení na podpory. Modelovat takové rámy s prvky prutů nelze, protože neexistuje žádný mechanismus přenášející vodorovné zatížení na podpory.

Prvky nosníků vyžadují definici přesného průřezu, aby program mohl vypočítat momenty setrvačnosti, neutrální osy a vzdálenosti od krajních vláken k neutrálním osám. Napětí se na rovině průřezu a podél nosníku mění.

Zvažte 3D nosníks oblastí průřezu (A) a přidruženou sítí. Členy nosníků jsou zobrazeny jako duté válce bez ohledu na skutečný tvar jejich průřezu.

Nyní níže uvedený obrázek zobrazuje malou část podél prvku nosníku vystaveného zjednodušeným 2D silám (axiální síla P, smyková síla V a ohybový moment M):

 V obecném případě na část působí 3 síly a 3 momenty.

Jednotné napětí podél osy = P/A (podobně jako u prutů)

Jednotné smykové napětí = V/A

Ohybový moment M způsobuje napětí v ohybu, které se lineárně mění se svislou vzdáleností y od neutrální osy.

Napětí v ohybu (ohýbání ve směru y)  = My/I

I zde představuje moment setrvačnosti u neutrální osy.

Napětí v ohybu je největší u krajních vláken. V tomto příkladu dojde k největšímu tlaku u horního vlákna a k největšímu tahu dojde u krajních dolních vláken.

Spoje

Spoje se nachází na volných koncích konstrukčních prvků a v průsečících dvou nebo více konstrukčních prvků. PropertyManager Upravit spoj umožňuje správné definování spojů. Program vytvoří uzel uprostřed průřezu každého členu spoje. Z důvodu oříznutí a používání různých průřezů pro různé členy se nemusí uzly členů přidružených ke spoji shodovat. Program vytváří u spojů zvláštní prvky sloužící k simulaci pevného spojení založeného na vlastnostech geometrie a materiálu.

Vlastnosti materiálu

Vždy je vyžadován modul pružnosti a Poissonova konstanta.

Hustota je vyžadována pouze v případě, že jsou uvažována gravitační zatížení.

Uchycení

Uchycení je možné použít pouze pro spoje. U každého spoje existuje 6 stupňů volnosti. Můžete použít nulové nebo nenulové předepsané posuny a rotace.

Spojení

Ve studii s nosníky, objemy a plochami skořepiny je možné spojovat nosníky a spoje nosníků do objemových ploch a ploch skořepiny.

Spoje mezi konstrukčními prvky, které se dotýkají ploch nebo plechových ploch, se vytvoří automaticky.

Podpěry nosníků pro zakřivené plochy

Nosníky (rovné nebo zakřivené), které fungují jako podpěry pro zakřivené plochy skořepin nebo těl plechových dílů, lze spojovat.

Software automaticky spojí nosníky se zakřivenými plochami, které obsahují dotýkající se geometrie, nebo jsou umístěny relativně blízko. Program používá velikosti elementu nosníku, které jsou kompatibilní s velikostmi sítě plochy. Tato funkce je dostupná pro statické studie, frekvenční studie a studie zborcení.

Zatížení

V tomto případě můžete aplikovat:

• Koncentrované síly a momenty u spojů a referenčních bodů.

• Rozložená zatížení podél celé délky nosníku.

• Gravitační zatížení. Program vypočítá gravitační síly podle zadaných zrychlení a hustot.

Tvorba sítě

Členy nosníků a prutů jsou zobrazeny jako duté válce bez ohledu na skutečný tvar jejich průřezu. Konstrukční prvek se automaticky označí jako nosník a vytvoří se síť pomocí množství jednotných prvků, abyste si mohli prohlédnout odchylky deformací a napětí podél nosníku.

Výsledky

Výsledky pro každý prvek se zobrazí podle místních směrů. U prvků prutů a nosníků nedochází k průměrování napětí. Můžete zobrazit jednotná napětí podél osy, napětí v ohybu a torzní napětí ve dvou ortogonálních směrech (směr 1 a směr 2) a nejhorší případy napětí na krajních vláknech generované kombinováním axiálních napětí a napětí v ohybu.

Podle následujícího obrázku je nosník v řezu vystaven axiální síle P a dvěma momentům (M1 a M2). Moment M1 je kolem osy směru dir a moment M2 je kolem osy směru 2.

Software nabízí následující možnosti zobrazení napětí:

• Axiální: Jednotné napětí podél osy = P/A

• Ohnutí podle místního směru 1: Napětí v ohybu způsobené M2. Toto napětí je v názvu obrázku, v titulu a v legendě označeno jako Ohyby Ms/Ss.

• Ohnutí podle místního směru 2: Napětí v ohybu způsobené M1. Toto napětí je v názvu obrázku, v titulu a v legendě označeno jako Ohyby Mt/St.

Klepnutím sem zobrazíte další informace o směrech nosníků.

• Nejhorší případ: Software automaticky vypočítá největší napětí v kritickém bodě průřezu kombinováním axiálního napětí a napětí v ohybu způsobených M1 a M2. Doporučuje se zobrazovat právě toto napětí.

Obvykle software vypočítá 4 hodnoty napětí na krajních vláknech každého konce.  Při zobrazování nejhorších případů napětí software zobrazí jednu hodnotu pro každou část nosníku. Tato hodnota je největší z 8 hodnot vypočítaných pro danou část. Hodnoty jsou přesné pro nosníky s průřezy, které jsou ve dvou směrech symetrické. V ostatních případech může docházet k menším nepřesnostem.