Balken anwenden/bearbeiten

Definiert einen Balken oder Stab, Verbindungsbedingungen und Querschnittseigenschaften der ausgewählten Balken. Bei Balken wird die Übertragung von Kräften und Momenten auf die beiden Enden gesteuert. Dadurch können Sie jede der Kraft- und Momentkomponenten am Ende deaktivieren (auf Null einstellen). Beachten Sie, dass Lager auf Verbindungen und daher auf alle Balkenenden am Verbindungspunkt angewendet werden.

Mit den hier definierten Optionen werden die Lager überschrieben. Wenn Sie beispielsweise ein Balkenende als Scharnier definieren und ein fixiertes Lager auf die assoziierte Verbindung anwenden, fungiert das angegebene Balkenende weiterhin als Scharnier und unterliegt keinem Moment.

Klicken Sie in der Studien-Baumstruktur von Simulation mit der rechten Maustaste auf eine Balkendefinition, und klicken Sie dann auf Definition bearbeiten.

Typ

Legt den Elementtyp für die ausgewählten Strukturbauteile fest.

• Balken. Ein Balkenelement widersteht Axial-, Biege- und Drehlasten.

• Stab. Ein Stabelement reagiert auf Axiallasten genauso wie eine axiale Feder.

• Balkenrichtung anzeigen. Aktiviert oder deaktiviert die Sichtbarkeit der Balkenrichtungen im Grafikbereich. Der rote Pfeil zeigt die positive Axialrichtung, der grüne Pfeil die positive Richtung 1 und der blaue Pfeil die positive Richtung 2 für die ausgewählten Balken an.

Ende1-Verbindung

Legt die Kräfte und Momente am Balkenende 1 fest. Wird nur für Balken verwendet.

Balkenende 1 und Balkenende 2 werden im Grafikbereich in unterschiedlichen Farben hervorgehoben.

• Starr. An diesem Ende sind keine Kräfte oder Momente deaktiviert (Nullwerte). Wenn Lager auf die assoziierte Verbindung angewendet werden, wird die Übertragung von Kräften und Momenten vollständig durch die Lagerbedingung definiert. Wenn keine Lager angewendet werden, wird an der assoziierten Verbindung Durchgängigkeit angenommen. Verwenden Sie diese Option, wenn es keinen besonderen Grund gibt, Kraft- oder Momentkomponenten an diesem Ende zu deaktivieren (auf Null einzustellen).

• Scharnier. Das Ende kann sich frei drehen und überträgt keine Momente auf die Verbindung. Wenden Sie diese Bedingung auf alle Balkenenden an, die an einer Verbindung zusammentreffen, um die Verbindung als Zwischengelenk zu definieren.

• Verschiebliches Auflager. Das Ende kann sich frei drehen und überträgt keine Kräfte auf die Verbindung.

• Manuell. Bei dieser Option müssen Sie für jede Kraft- und Momentkomponente manuell angeben, ob sie gleich Null ist.

• • Drehbar-1. Richtung. Wählen Sie diese Option, wenn das die erste Querschnittsrichtung betreffende Moment gleich Null ist. Das Ende kann sich um diese Richtung drehen.

  • Drehbar-2. Richtung. Wählen Sie diese Option, wenn das die zweite Querschnittsrichtung betreffende Moment gleich Null ist. Das Ende kann sich um diese Richtung drehen.

  • Drehbar-Entlang Balken. Wählen Sie diese Option, wenn das die Axialrichtung des Balkens betreffende Moment gleich Null ist. Das Ende kann sich um diese Richtung drehen.

  • Verschieblich – 1. Richtung. Wählen Sie diese Option, wenn die in die erste Richtung des Querschnitts laufende Kraft gleich Null ist. Das Ende kann sich entlang dieser Richtung verschieben.

  • Verschieblich – 2. Richtung. Wählen Sie diese Option, wenn die in die zweite Richtung des Querschnitts laufende Kraft gleich Null ist. Das Ende kann sich entlang dieser Richtung verschieben.

  • Verschieblich– am Balken entlang. Wählen Sie diese Option, wenn die in die Axialrichtung des Balkens laufende Kraft gleich Null ist. Das Ende kann sich entlang dieser Richtung verschieben.

Ende2-Verbindung

Legt die Kräfte und Momente am Balkenende 2 fest. Diese Optionen entsprechen denen, die auch für Ende 1 gelten.

Querschnitteigenschaften

Für Strukturbauteile, die Schweißkonstruktionsprofile aus der SolidWorks Datenbank verwenden, berechnet die Software die Querschnitteigenschaften. Geben Sie für benutzerdefinierte Balkenprofile die benutzerdefinierten Querschnitteigenschaften ein.

• Einheiten. Längeneinheit für die Berechnung des Torsionsflächenmoments und des Abstands für den maximalen torsionalen Schub.

• Torsionsflächenmoment(K). Zeigt die Torsionssteifigkeitskonstante (Länge zur vierten Potenz) an. Das Torsionsflächenmoment ist eine Funktion des Balkenquerschnitts.

Die Software berechnet die Torsionsflächenmomente für die meisten Balkenprofile. Formeln für die Torsionsflächenmomente verschiedener Querschnitte finden Sie in der Referenzliteratur Formulas for Stress and Strain, Roark and Young, Chapter 9, Table 20.

• Abstand für maximalen Schub (CTOR). Abstand von der Mitte des Profils zum Punkt des maximalen Torsionsschubs. Der Abstand für den maximalen Schub ist eine Funktion des Querschnitts.

Die maximale Torsionsschubspannung wird dann berechnet aus: t max = ( T / K )* CTOR , wobei T das angewendete Drehmoment ist.

• Schubfaktor. Der Schubfaktor berücksichtigt die uneinheitliche Schubspannungsverteilung über den Balkenquerschnitt. Sein Wert hängt von der Form der Balkenquerschnittsfläche ab. Bei einem rechteckigen Querschnitt ist der Schubfaktor z. B. 5/6. Bei einem massiven kreisförmigen Querschnitt beträgt er 9/10. Bei einem hohlen kreisförmigen Querschnitt ist er 1/2.

Der Schubfaktor wird bei der Berechnung der Gesamtdehnungsenergie des Balkens aufgrund des Schubs berücksichtigt. Eine Ableitung des Schubfaktors finden Sie in der Referenzliteratur Simplified Method for Calculating Shear deflections of beams by Ivan Orosz, USDA Forest Service Research Note FPL-0210.

• Zurücksetzen. Die Variablen werden auf die Standardeinstellungen zurückgesetzt.

Siehe auch

Einführung

Balken

Stäbe

Analyse unter Verwendung von Balken und Stäben

PropertyManager "Verbindungen bearbeiten"