Kostenloser Trägheitsmoment- und Schwerpunktrechner

Sehen Sie sich das Demo-Video unten an, um mit unserem Rechner zu beginnen.

Wählen Sie einfach die Querschnittsform, die Sie berechnen möchten, aus der Dropdown-Liste aus, geben Sie die Abmessungen des ausgewählten Querschnitts ein und klicken Sie auf Berechnen.

Dieser kostenlose Mehrzweck-Rechner ist Teil unserer umfassenden Software zur Strukturanalyse. Der Rechner ermöglicht Ihnen:

• Berechnung des Trägheitsmoments (I) eines Trägerquerschnitts (zweites Flächenträgheitsmoment)
• Berechnen Sie den Schwerpunkt (C.) in der X- und Y-Achse eines Trägerquerschnitts
• Berechnung des ersten Flächenträgheitsmoments (Statisches Trägheitsmoment) (Q.) eines Trägerquerschnitts
• Querschnittsmodulrechner zur Berechnung des Querschnittsmoduls (MIT) eines Trägerquerschnitts
• Berechnung der Torsionskonstanten (J.) eines Trägerquerschnitts

Der Trägheitsmomentrechner berechnet eine Reihe wichtiger Querschnittseigenschaften, die im Bauwesen verwendet werden. Es folgt eine kurze Auflistung der Begriffe und Definitionen der Querschnittswerte:

• Querschnittsfläche (Ein) – Die Querschnittsfläche ist eine recht einfache Berechnung, die jedoch direkt für die Berechnung der axialen Spannung verwendet wird (je größer die Querschnittsfläche, desto höher die axiale Festigkeit)
• Trägheitsmoment (Iz, Iy) – auch bekannt als zweites Flächenträgheitsmoment, ist eine Berechnung zur Bestimmung der Festigkeit eines Bauteils und seines Widerstands gegen Durchbiegung. Je höher diese Zahl ist, desto stärker ist das Profil. Hier gibt es zwei Achsen:
• Hauptachse (Iz) – Sie verläuft um die Z-Achse und wird in der Regel als Hauptachse betrachtet, da sie in der Regel die stärkste Richtung des Trägers ist
• Neben achse (Iy) - Sie verläuft um die Y-Achse und gilt als Nebenachse oder schwache Achse. Der Grund dafür ist, dass die Profile nicht für die Aufnahme von so viel Kraft um diese Achse ausgelegt sind
• Wenn eine Form in beiden Richtungen die gleichen Abmessungen hat (quadratisch, kreisförmig usw..) sind diese Werte in beiden Richtungen identisch. Siehe Inerialmoment eines Kreises, um mehr darüber zu erfahren.
• Schwerpunkt (Cz, Cy) – dies ist der Schwerpunkt des Abschnitts und hat normalerweise eine Z- und Y-Komponente. Bei symmetrischen Formen, ist dies der geometrische Mittelpunkt. Bei nicht symmetrischen Formen (z.B. Winkel, Kanal) liegen diese an anderen Stellen. Erfahren Sie, wie Sie den Schwerpunkt eines Trägerprofils berechnen können. Der obige Rechner dient auch zur Berechnung des X- und Y-Schwerpunkts jeder Art von Form.
• Statisches Trägheitsmoment (Qz, Qy) – Auch bekannt als erstes Flächenmoment, misst es die Verteilung der Fläche eines Trägerprofils von einer Achse aus. Wie das Trägheitsmoment, gilt es sowohl für die Z- als auch für die Y-Richtung. Diese Werte werden in der Regel bei Berechnungen der Scherspannung verwendet, Je größer dieser Wert ist, desto stärker ist der Querschnitt gegen Scherung. Der Rechner liefert diesen Wert, aber klicken Sie hier, um mehr über die Berechnung des ersten Flächenmoments zu erfahren.
• Elastischer Querschnittsmodul (Sz, Sy in Amerika. Zz, Zy in Großbritannien oder Australien) – Auch bekannt als statischer Querschnittsmodul, und wird bei Biegespannungsberechnungen verwendet. Sie werden normalerweise für den oberen und unteren Faserquerschnitt berechnet. Zum Beispiel, ist Szt das Widerstandsmoment um die Z-Achse für die obere Faser des Querschnitts.
• Torsionskonstante (J.) - Auch bekannt als polares Trägheitsmoment oder J, ist ein Wert, der den Widerstand eines Materials gegen Verdrehung oder Torsionsverformung beschreibt.
• Der plastische Querschnittsmodul (S.) - ein Maß für die Fähigkeit einer Querschnittsform, einer plastischen Biegung zu widerstehen, Er wird verwendet, um die Spannung eines Materials abzuschätzen, wenn es unter einer bestimmten Belastung beginnt, nachzugeben (seine plastische Grenze zu erreichen) und wird typischerweise für die Konstruktion und Analyse von Trägern unter Belastung verwendet.

Andere Parameter - Dies sind erweiterte Ergebnisse, die mit dem vollständigen SkyCiv Section Builder berechnet wurden:

• Produkt der Trägheit (um die Z- und Y-Achse): Ein Maß für den Widerstand einer Form gegen eine Drehung um eine bestimmte Achse, das dem Kreuzprodukt aus dem Abstand von der Achse zu einem beliebigen Punkt der Form und der entsprechenden Komponente des Trägheitsmoments des Punktes entspricht.
• Plastischer Querschnittsmodul (um die Z- und Y-Achse): Ein Maß für die Fähigkeit einer Querschnittsform, einer plastischen Biegung zu widerstehen, Er wird verwendet, um die Spannung eines Materials abzuschätzen, wenn es unter einer bestimmten Belastung beginnt, nachzugeben (seine plastische Grenze zu erreichen) ..
• Plastische neutrale Achse (um die Z- und Y-Achse): Eine Achse in einer Querschnittsform, durch die alle auf die Form wirkenden Kräfte verlaufen müssen, um eine plastische Verformung zu bewirken.
• Scherfläche (um die Z- und Y-Achse): Die Fläche einer Querschnittsform, die effektiv Scherkräften widersteht.
• Abstand des Scherzentrums zum Schwerpunkt (in der Z- und Y-Achse): Mit dem SkyCiv-Schwerpunktsrechner können Sie den Abstand zwischen dem Scherzentrum und dem Schwerpunkt einer Querschnittsform berechnen.
• Torsionskonstante (mit FEA): Ein Wert, der den Widerstand eines Materials gegen Verdrehung oder Torsionsverformung beschreibt, und mit Hilfe der Finite-Elemente-Analyse berechnet wird.
• Torsionsradius: Der Abstand von einer Achse, auf den sich die Fläche einer Querschnittsform konzentrieren muss, um die gleiche Torsionskonstante wie die tatsächliche Form zu erhalten.
• Verformungskonstante: Ein Wert, der die Widerstandsfähigkeit eines Materials gegen Verformung oder Verzerrung beschreibt.
• Monosymmetriekonstante (um die Z- und Y-Achse): Ein Maß dafür, wie symmetrisch eine Querschnittsform um eine bestimmte Achse ist, wobei ein Wert von Null eine perfekte Symmetrie anzeigt.
• Trägheitsradius (um die Z- und Y-Achse): Der Abstand von einer Achse, in dem die Fläche einer Querschnittsform konzentriert sein muss, um dasselbe Trägheitsmoment wie die eigentliche Form zu ergeben.
• Drehungswinkel der Hauptachse: Der Winkel zwischen der neutralen Achse und der Hauptachse einer Querschnittsform.

Ein Schwerpunkt, auch „geometrischer Mittelpunkt“ genannt, ist der Massenmittelpunkt eines Objekts mit einheitlicher Dichte. Eine vereinfachte Veranschaulichung eines Schwerpunktes wäre die Stelle, an der man einen Bleistift ansetzen müsste, um ihn auf dem Finger balancieren zu lassen. Die Stelle, an der der Bleistift im Gleichgewicht ist und nicht vom Finger fällt, wäre die ungefähre Stelle des Schwerpunkts des Bleistifts. Die Masse und Dichte des Materials werden berücksichtigt, um den Punkt zu bestimmen, an dem die Masse des Bleistifts auf beiden Seiten des Fingers gleich ist, und somit den "Schwerpunkt" des Bleistifts darstellt.

Der SkyCiv Centroid Calculator verwendet FEA, um innerhalb von Sekunden hochpräzise Ergebnisse zu liefern, egal wie komplex die Form ist. In der Premium-Version, kann der Benutzer die Koordinaten der Punkte eingeben, die die Form definieren, und unser Rechner liefert die Koordinaten des Schwerpunkts. Dies beinhaltet die Möglichkeit, benutzerdefinierte Formen durch DXF-Import, mehrere (konstruierte) Formen und benutzerdefinierte Punktformen zu entwerfen.

Unser Schwerpunktrechner ist nicht nur schnell und genau, sondern auch unglaublich einfach zu bedienen. Über eine einfache Benutzeroberfläche, können Sie Ihre Querschnittsabmessungen eingeben und erhalten die Querschnittswerte (einschließlich des Querschnittsschwerpunkts) in Sekundenschnelle. Ob Sie an einem Entwurfsprojekt arbeiten, mit verschiedenen Querschnitten experimentieren oder für eine Prüfung lernen, der SkyCiv Schwerpunktrechner ist das perfekte Werkzeug, um Sie bei Ihrer Arbeit zu unterstützen.

Wie bereits erwähnt, können Sie mit diesem kostenlosen Tool auch den Elastizitätsmodul berechnen, aber wenn Sie ein Ingenieur sind, verstehen Sie vielleicht nicht, was der Widerstandsmoment ist. Einfach ausgedrückt, ist der Elastizitätsmodul eine Querschnittseigenschaft, die den Biegewiderstand eines Querschnitts misst und als Verhältnis des Trägheitsmoments zum Abstand zwischen der neutralen Achse und der am weitesten entfernten Faser berechnet wird. Der Elastizitätsmodul ist in dieser Gleichung einfach dargestellt:

Wo,

• S ist der Abschnittsmodul
• I ist das Trägheitsmoment des Abschnitts um die neutrale Achse
• y ist der Abstand von der neutralen Achse zum am weitesten entfernten Punkt des Abschnitts

Es gibt zwei Arten von Querschnittsmodulen: elastisch und plastisch. In Amerika, wird S typischerweise verwendet, um sich auf den elastischen Querschnittsmodul zu beziehen, während Z verwendet wird, um sich auf den plastischen Querschnittsmodul zu beziehen. Im Vereinigten Königreich und in Australien, ist es umgekehrt. Der elastische Modul wird normalerweise mit dem Buchstaben Z bezeichnet, während der plastische Modul mit dem Buchstaben S bezeichnet wird.

Im Allgemeinen, wird der Elastizitätsmodul für die Bemessung von Querschnitten verwendet, da er für die meisten Metalle bis zur Streckgrenze anwendbar ist. Metalle werden normalerweise nicht über die Streckgrenze hinaus ausgelegt.

SkyCiv bietet auch andere Tools an, z. B. das I-Beam-Size-Tool und eine kostenlose Konstruktionssoftware. Die Schublade für dynamische Abschnitte zeigt Ihnen auch eine grafische Darstellung Ihres Balkenabschnitts. Wenn Sie also das Trägheitsmoment des Kreises berechnen möchten, Trägheitsmoment eines Rechtecks ​​oder einer anderen Form, Sie können gerne die unten stehende Software oder unseren All-Inclusive-SkyCiv Section Builder verwenden.

SkyCiv bietet eine breite Palette an Cloud-Strukturanalyse- und Entwurfssoftware für Ingenieure. Als ein sich ständig weiterentwickelndes Technologieunternehmen sind wir bestrebt, bestehende Arbeitsabläufe zu erneuern und zu hinterfragen, um Ingenieuren bei ihren Arbeitsprozessen und Entwürfen Zeit zu sparen.