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 mohou být zobrazeny na skuutečné geometrii nosníku nebo 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.

Kontakt

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.

Výztuhy nosníků pro zakřivené povrchy

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

Software automaticky spojuje nosníky do zakřivených ploch, které mají dotýkající se geometrii nebo jsou umístěny v přiměřené mezeře. Program používá velikosti prvku nosníku, které jsou kompatibilní s velikostmi sítě povrchu. Tato funkce je k dispozici pro statické studie, frekvenční studie a studie vzpěru.

Zatížení

V tomto případě můžete aplikovat:

• Koncentrované síly a momenty u spojů a referenčních bodů. Pro dynamické studie můžete použít časově závislé nebo frekvenčně závislé zaížení.

• Rozložená zatížení podél celé délky nosníku.

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

• Rovnoměrné nebo vybrané základové buzení pro dynamické studie.
• Počáteční podmínky pro dynamické studie. Použijte počáteční posun, rychlost nebo zrychlení (v čase t=0) ve spojích nebo segmentech nosníku.

Tvorba sítě

Profil je identifikován automaticky jako nosník a zasíťován s prvky nosníku. Po vytvoření sítě můžete použít řízení sítě pro zadání jiného počtu prvků nebo velikosti prvků pro vybrané nosníky.

Členy nosníků a vyztužených nosníků mohou být zobrazeny na skuutečné geometrii nosníku nebo jako duté válce bez ohledu na skutečný tvar jejich průřezu.

Výsledky

Výsledky pro každý prvek se zobrazí podle místních směrů. Můžete zobrazit jednotná napětí podél osy, napětí v ohybu a smyku 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.

Když vyberete možnost Renderovat profil nosníku (PropertyManager Obrázek napětí), software vypočítá napětí, která se liší v rovině průřezu. Napětí jsou vypočítána na obou koncí každého prvku sítě a také v různých bodech průřezu s různými vzdálenostmi od neutrální osy nosníku.

Když zrušíte možnost Renderovat profi nosníku, software vypočítá hodnoty napětí v extrémních vláknech každého konce nosníku. Nahlásí hodnoty napětí s nejvyšší magnitudou pro každý segment nosníku.

• Axiální: Jednotné napětí podél osy = P/A

• Horní mez ohybu ve směru 1: Nejvyšší magnituda ohybového napětí v důsledku momentu M1. Toto napětí je v názvu obrázku, v titulu a v legendě označeno jako Ohyby Ms/Ss.

• Horní mez ohybu ve směru 2: Nejvyšší magnituda ohybového napětí v důsledku momentu M2. Toto napětí je v názvu obrázku, v titulu a v legendě označeno jako Ohyby Mt/St.

• Horní mez napětí podél osy a v ohybu: 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. Hodnoty napětí jsou vypočítány na obou koncích každého prvku sítě:

  P/ A + [(M₁* I₂₂ + M₂ * I₁₂) * y₁ + ( M₂ * I₁₁ + M₁ * I₂₁) * y₂)] / (I₂₂ * I₁₁ - I₁₂^²)

  kde I _ij (i = j = 1 nebo 2) jsou momenty setrvačnosti okolo odpovídajícího lokálního kolmého nosníku ve směru 1 a 2.

  Klepnutím sem zobrazíte další informace o směrech nosníků.