Kirişler

Kiriş elemanları bükme, yırtılma ve torsiyonel yüklere dirençlidir. Aşağıda gösterilen tipik çerçeve, yükü desteklere aktarmak için kiriş elemanlarıyla modellenmiştir. Uygulanan yatay yüklerin desteklere aktarılmasını sağlayacak bir mekanizma olmadığı için bu gibi çerçevelerin kafes kiriş elemanlarıyla modellendirilmesi başarısız olur.

Programın atalet momentlerini, nötr eksenleri ve ekstrem fiberlerden nötr eksenlere uzaklıkları hesaplayabilmesi için kiriş elemanları, tam çapraz kesitin tanımlanmasını gerektirir. Gerilimler çapraz kesit düzlemi içinde ve kiriş boyunca değişiklik gösterir.

Çapraz kesit alanlı (A) bir 3B kirişi ve ilişkili meshi düşünün. Kiriş elemanları, gerçek kiriş geometrisi üzerinde ya da gerçek çapraz kesit şekillerine bakılmaksızın içi boş silindirler olarak görüntülenebilir.

3B geometri
Silindirler Üzerindeki Mesh (her içi boş silindir bir elemandır)
Kiriş Geometrisi Üzerindeki Mesh
Şimdi, aşağıdaki şekilde basitleştirilmiş 2B kuvvetlere (eksenel kuvvet P, yırtılma kuvveti V ve bükme momenti M) tabi tutulan kiriş elemanı üzerindeki küçük bir kesit gösterilmektedir:

Tipik bir örnekte, kesit üzerinde 3 kuvvet ve 3 moment söz konusudur.

Tek tip eksenel gerilim = P/A (kafes kiriş elemanlarına benzer)

Tek tip yırtılma gerilimi = V/A

Bükme momenti M, nötr eksenden dikey uzaklık y ile birlikte doğrusal olarak değişiklik gösteren bir bükme gerilimine neden olur.

Bükme gerilimi (y yönünde bükme) = My/I; burada l, nötr eksen etrafındaki atalet momentidir.

Bükme gerilimi, ekstrem fiberlerde en yüksek değerdedir. Bu örnekte, en yüksek sıkıştırma üst fiberde ve en yüksek gerilme ise ekstrem alt fiberlerde meydana gelmektedir.

Eklemler

Eklem, yapısal elemanların serbest uçlarında ve iki veya daha fazla yapısal elemanın kesişiminde bulunur. Eklemi Düzenle PropertyManager'ı, eklemleri doğru olarak tanımlamanıza yardımcı olan bir araç sağlar. Program, her eklem elemanının çapraz kesitinin merkezinde bir düğüm oluşturur. Kırpma eylemi ve farklı elemanlar için farklı çapraz kesitlerin kullanılması nedeniyle, bir eklemle ilişkili elemanların düğümleri çakışmayabilir. Program, geometrik özelliklere ve malzeme özelliklerine dayalı olarak bir sert bağlantıyı simüle etmek için eklemin yakınında özel elemanlar oluşturur.

Malzeme Özellikleri

Elastisite modülü ve Poisson Oranı her zaman gereklidir.

Yoğunluk yalnızca yerçekimi yüklerinin göz önünde bulundurulduğu durumlarda gereklidir.

Kısıtlamalar

Sadece eklemlere kısıtlamalar uygulayabilirsiniz. Her eklemde 6 serbestlik derecesi vardır. Sıfır veya sıfır dışında tanımlanmış sürükleme ve rotasyonlar uygulayabilirsiniz.

Birleşme

Kirişler, katılar ve kabuk yüzeyleri içeren bir etütte, kirişleri ve kiriş eklemlerini katı ve kabuk yüzleriyle birleştirebilirsiniz.

Bir yüzey veya sac levha yüz ile bitişik yapısal elemanlar arasındaki birleşme, otomatik olarak oluşturulur.

Eğri Yüzeyler İçin Kiriş Güçlendiriciler

Güçlendirici görevi gören kirişleri (düz veya eğri), kabukların veya sac levha gövdelerin eğri yüzeyleriyle birleştirebilirsiniz.

Yazılım, kirişleri bitişik geometrilere sahip ya da makul bir açıklıkta bulunan eğri yüzeylerle otomatik olarak birleştirir. Program, yüzey mesh boyutlarıyla uyumlu kiriş elemanı boyutlarını kullanır. Unsur; statik, frekans ve belverme etütlerinde kullanılabilir.

Yükler

Aşağıdakileri uygulayabilirsiniz:

  • Eklemlere ve referans noktalarına konsantre kuvvetler ve momentler. Dinamik etütler için zamana bağlı ya da frekansa bağlı yükler uygulayabilirsiniz.
  • Bir kiriş boyunca dağıtılmış yükler.
  • Yerçekimi yükleri. Program, belirtilen ivme ve yoğunluklara dayalı olarak yerçekimi kuvvetlerini hesaplar.
  • Dinamik etütler için tek tip veya seçilen taban uyarımı.
  • Dinamik etütler için başlangıç koşulları. Eklemlere veya kiriş kesitlerine bir başlangıç yer değiştirmesi, hız veya ivme (t=0 zamanında) uygulayın.

Meshleme

Yapısal bir eleman, otomatik olarak bir kiriş olarak tanımlanır ve kiriş elemanlarıyla meshlenir. Meshi oluşturduktan sonra seçili kirişler için farklı bir eleman sayısı ya da eleman boyutu belirtmek üzere mesh kontrollerini uygulayabilirsiniz.

Kiriş ve kafes kiriş elemanları, gerçek kiriş geometrisi üzerinde ya da gerçek çapraz kesit şekillerine bakılmaksızın içi boş silindirler olarak görüntülenebilir.

Sonuçlar

Her elemanın sonuçları kendi yerel yönlerinde sunulur. İki ortogonal yönde (yön 1 ve yön 2) tek tip eksenel gerilimleri ve torsiyonel, bükme ve yırtılma gerilimlerini görüntüleyebilir; eksenel ve bükme gerilimlerinin birleşmesiyle oluşturulan ekstrem fiberler üzerindeki en yüksek gerilimleri görüntüleyebilirsiniz.

Bir kiriş kesiti, aşağıda gösterildiği gibi eksenel kuvvet P'ye ve iki moment M1 ve M2'ye tabi tutulur. Moment M1 yön 1 ekseni etrafında, moment M2 yön 2 ekseni etrafındadır.

Kiriş profilini işle (Gerilim Grafiği PropertyManager'ı) seçeneğini işaretlediğinizde, yazılım çapraz kesitin düzleminde değişiklik gösteren gerilimleri hesaplar. Gerilimler her mesh elemanının her iki ucunda ve ayrıca, kirişin nötr ekseninden çeşitli uzaklıklardaki çapraz kesit noktalarında hesaplanır.

Kiriş profilini işle seçeneğinin işareti kaldırıldığında, yazılım her kiriş ucunun ekstrem fiberlerindeki gerilim değerlerini hesaplar. Her kiriş kesiti için en yüksek genliğe sahip gerilim değerini raporlar.

Eksenel Tek tip eksenel gerilim = P/A
YÖN 1'de üst sınır bükme Moment M1 nedeniyle bükme geriliminin en yüksek genliği (grafik adında, başlığında ve açıklamasında Büküm Ms/Ss).
YÖN 2'de üst sınır bükme Moment M2 nedeniyle bükme geriliminin en yüksek genliği (grafik adında, başlığında ve açıklamasında Büküm Mt/St).
Üst sınır eksenel ve bükme

Yazılım, M1 ve M2 nedeniyle ortaya çıkan iki bükme gerilimi ile tek tip eksenel gerilimi birleştirerek çapraz kesitin ekstrem fiberlerindeki en yüksek gerilimleri hesaplar. Bu gerilimin görüntülenmesi önerilir. Gerilim değerleri, her mesh elemanının her iki ucunda hesaplanır:

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

Burada I ij (i = j = 1 veya 2), sırasıyla yerel ortogonal kiriş yönü 1 ve 2 etrafındaki atalet momentleridir.

Kiriş sonuçlarını incelerken kirişlerin ortasında görünen ve kirişin kesit düzleminin dışında bulunan düğümleri yoksayın. Yazılım, kirişin yerel ortogonal yönleri 1 ve 2'nin yönünü tanımlamak için bu referans orta düğümlerini dahili olarak hesaplar. Bir kirişin üç yerel ortogonal yönünü görüntülemek için Kirişi Uygula/Düzenle PropertyManager'ında Kiriş yönünü göster öğesine tıklayın.