Vigas

Elementos de viga são resistentes a cargas axiais, de curvatura, de cisalhamento e de torção. A estrutura típica mostrada abaixo é modelada com elementos de viga para transferir a carga aos suportes. A modelagem de tais estruturas com elementos de treliça falham, pois não há um mecanismo para transferir a carga horizontal aplicada aos suportes.

Os elementos de viga requerem a definição do corte transversal exato, de forma que o programa possa calcular os momentos de inércia, eixos neutros e as distâncias das fibras extremas até os eixos neutros. As tensões variam dentro do plano da seção transversal e ao longo da viga.

Considere uma viga a 3D com área de seção transversal (A) e a malha associada. Os elementos são exibidos como cilindros ocos seja qual for a forma real das suas seções transversais.

A figura abaixo mostra um pequeno segmento ao longo de um elemento de viga sujeito a forças 2D simplificadas (força axial P, força de cisalhamento V e momento de curvatura M):

Em um caso genérico, 3 forças e 3 momentos atuam no segmento.

Tensão axial uniforme = P/A (semelhante aos elementos de treliça)

Tensão de cisalhamento uniforme = V/A

O momento de curvatura M causa uma tensão de dobra que varia linearmente com a distância vertical y do eixo neutro.

Tensão de curvatura (curvando na direção y) bsp;= Meu/I

onde I é o momento de inércia sobre o eixo neutro.

A tensão de curvatura é maior nas fibras extremas. Neste exemplo, a maior compressão ocorre na fibra superior e a maior tensão ocorre nas fibras inferiores extremas.

Juntas

Uma junta é identificada nas extremidades livres dos componentes estruturais e na interseção de dois ou mais componentes estruturais. O PropertyManager de Editar junta fornece uma ferramenta para facilitar a definição correta das juntas. O programa cria um nó no centro da seção transversal de cada componente de junta. Devido à aparagem e ao uso de diferentes seções transversais para diferentes componentes, os nós dos membros associados a uma junta podem não coincidir. O programa cria elementos especiais perto da junta para simular uma conexão rígida baseada nas propriedades geométricas e do material.

Propriedades do material

O módulo de elasticidade e o Coeficiente de Poisson são sempre obrigatórios.

A densidade é obrigatória somente se as cargas gravitacionais forem consideradas.

Restrições

Você aplica restrições somente às juntas. Há 6 graus de liberdade em cada junta. Você pode aplicar translações prescritas zero ou diferente de zero e rotações.

União

Em um estudo de vigas, sólidos e superfícies de casca, você pode unir vigas e juntas de vigas a faces sólidas e de casca.

Uma união entre os membros estruturais em contato, com uma superfície ou face de chapa metálica, é criada automaticamente.

Enrijecedores de viga para superfícies curvas

Você pode unir vigas (retas ou curvas) que atuam como enrijecedores para superfícies curvas d cascas ou corpos de chapa metálica.

O software automaticamente une as vigas a superfícies curvas que têm geometrias em contato ou estão situadas dentro de uma folga razoável. O programa usa elementos de viga com tamanhos compatíveis com o tamanho da malha da superfície. Este recurso está disponível para estudos estáticos, de frequência e de flambagem.

Cargas

Você pode aplicar:

• Forças e momentos concentrados nas juntas e pontos de referência.

• Cargas distribuídas ao longo de todo o comprimento da viga.

• Cargas gravitacionais. O programa calcula as forças gravitacionais com base nas acelerações e densidades especificadas.

Gerar malhas

Os componentes de viga e treliça são exibidos como cilindros ocos seja qual for a forma real das suas seções transversais. Um componente estrutural é automaticamente identificado como uma viga e para ele é criada uma malha por um número de elementos uniformes, de forma que você pode ver a variação da deformação e das tensões ao longo do comprimento do componente.

Resultados

Os resultados para cada elemento são apresentados em suas direções locais. Não há cálculo de média de tensões para elementos de treliça e viga. Você pode exibir as tensões axiais uniformes, torcionais e de curvatura em duas direções ortogonais (dir 1 e dir 2), e as tensões mais altas em fibras extremas geradas pela combinação de tensões axiais e de curvatura.

Uma seção de viga é sujeita a uma força axial P e aos dois momentos M1 e M2, como mostrado abaixo. O momento M1 é aplicado em relação ao eixo dir 1 e o momento M2 é aplicado em relação ao eixo dir 2.

O software fornece as seguintes opções para a visualização de tensões:

• Axial: Tensão axial uniforme = P/A

• Dobrando na direção local 1: Tensões de curvatura devidas a M2. É referida como Dobra Ms/Ss no nome, título e legenda da plotagem.

• Dobrando na direção local 2: Tensão de curvatura devida a M1. É referida como Dobra Mt/St no nome, título e legenda da plotagem.

Clique aqui para aprender sobre as direções de vigas.

• Pior cenário: O software calcula automaticamente as tensões mais altas em um ponto crítico da seção transversal combinando as tensões axial e de curvatura devidas a M1 e M2. Esta é a tensão recomendada para visualização.

Em geral, o software calcula 4 valores de tensão nas fibras extremas de cada extremidade. bsp;Na visualização de tensões de pior cenário, o software mostra um valor para cada segmento da viga. Este valor é o maior em magnitude dos 8 valores calculados para o segmento de viga. Estes valores são exatos para vigas com cortes transversais que são simétricos em duas direções. Estes valores são conservadores para os outros casos.