Prut je zvláštní element nosníku, který může odolávat pouze axiální deformaci. Prohlédněte si konstrukci na následujícím obrázku:
Spoje v takových konstrukcích jsou navrženy tak, aby v nich nevznikaly žádné momenty. Jediná významná síla, která v každém členu vzniká, je osová síla. Osová síla je konstantní po celé délce každého členu a generuje napětí podél osy, které je v průřezu jednotné. Tyto členy jsou modelovány jako elementy prutů. Pruty se často používají ve stavitelských a konstrukčních aplikacích, jako například v mostech, střechách, ve sloupech vysokého napětí a dalších.
Element prutu je definován dvěma uzly. Každý uzel má 3 stupně volnosti, které jsou posuny ve 3 ortogonálních směrech. Element prutu na následujícím obrázku je v levém uzlu upevněn a na pravý uzel působí osová síla P. Axiální směr je podél délky nosníku nebo prutu a ne v jakémkoliv směru průřezu.
Napětí podél osy (Sx) = P/A a osový posun pravého uzlu (Ux) =PL/AE
kde:
P = osová síla podél délky elementu prutu
A = plocha řezu prutem
L = délka prutu
E = modul pružnosti.
Tuto rovnici lze zapsat ve tvaru Ux=P/(AE/L)= P/K, kde K=AE/L, což naznačuje, že element prutu je obdobou axiální pružiny s tuhostí k=AE/L.
Vlastnosti materiálu
Vždy je vyžadován modul pružnosti.
Hustota je vyžadována pouze v případě, že jsou uvažována gravitační zatížení.
Uchycení
Na spoje prutů lze aplikovat pouze posuvná uchycení. U každého uzlu (spoje) existují 3 posuvné stupně volnosti. Pevná a Nepohyblivá (bez posunutí) uchycení jsou u spojů prutů obdobná, protože se neuvažují žádné rotace. Můžete použít nulové nebo nenulové předepsané převody. Pokud se ve spoji setkávají pruty a nosníky, můžete použít rotace, ale budou platit pouze pro nosníky.
Zatížení
Na spoje a referenční body můžete použít koncentrované síly. Můžete také použít gravitaci. Program vypočítá gravitační síly podle zadaných zrychlení a hustot. Všimněte si, že se berou v úvahu pouze osové síly generované v elementech. Všimněte si také, že prut ignoruje síly působící kolmo na něj.
Tvorba sítě
Síťovač používá výchozí počet elementů k vytvoření sítě nosníků a vyztužených nosníků. Parametry sítě můžete změnit (počet prvků nebo velikost elementů sítě) pro vybrané nosníky nebo vyztužené nosníky, a to použitím prvku Řízení sítě.
Členy nosníků a prutů jsou zobrazeny jako válce bez ohledu na skutečný tvar jejich průřezu, nebo ve skutečné geometrii nosníku. Tuto možnost nastavíte klepnutím na . Na záložce Výchozí možnosti klepněte na Síť a vyberte nebo zrušte výběr v nabídce Vykreslit profil nosníku.
Rovný konstrukční prvek označený jako prut je reprezentován jedním elementem prutu. Odchylka axiální deformace je lineární a napětí podél osy je konstantní v průřezu a podél prutu.
Výsledky
Můžete zobrazit napětí a síly podél osy, posunutí a obrázky deformovaného tvaru. Síly a napětí prutu jsou v průřezu a podél daného prutu konstantní. Posunutí se mezi konci lineárně mění. Síly, namáhání a napětí v jiných směrech než v axiálním směru jsou nastaveny na nulu. Ve schématu napětí se každý element prutu zobrazuje jednou barvou. Síla v prutu se rovná napětí podél osy vynásobenému plochou průřezu.