Zur Berechnung der Spannung in einem Kabel, Ingenieure verwenden im Allgemeinen die Statik nach dem ersten Prinzip. Damit eine Struktur im Gleichgewicht und statisch ist (d.h.. nicht bewegend) Es muss die Gleichgewichtsgleichungen erfüllen:

Σ Fy = 0
Σ Fx = 0

d.h.. Alle Kräfte in X- und Y-Richtung sollten sich zu Null summieren

Dieses Grundprinzip bildet die Grundlage aller Berechnungen zur Ermittlung der Spannung in einem Kabel.

Im folgenden einfachen Beispiel, gegeben P = 500kg, Wie groß ist die Spannung im Kabel??

Nun, in diesem Fall, die Summe der Kräfte in Y (vertikal) muss gleich Null sein. Da es im x keine Kraft gibt (horizontale) wir können Σ Fx = ignorieren 0, da dies bereits wahr ist.

Σ Fy = 0
0 = -500 + T1
T1 = 500 kg
∴ Die Spannung im Kabel beträgt 500 kg (kann auch als 500 kg x angegeben werden 9.81 = 4.91 kN)

Gegebene Winkel ein₁ = 45° sowie ein₂ = 73° mit einer Ladung 500 kg.

Da wir zwei Gleichungen haben, und zwei Unbekannte (T1, T2) Wir werden dieses System lösen können. Zuerst, Betrachten Sie die beiden Gleichgewichtsgleichungen.

Σ Fy = 0: T.₁ ohne(ein₁) + T.₂ ohne(ein₂) = P
Σ Fx = 0: T.₁ cos(ein₁) = T₂ cos(ein₂)

Auflösen nach T₂ in Bezug auf T₁ aus der horizontalen Bedingung gibt uns:

T.₂ = T₁ (cos(ein₁)/cos(ein₂))
T.₂ = 2.4185 T.₁

T. ersetzen₂ in den vertikalen Zustand, ,:

T.₁ (ohne(ein₁) + (cos(ein₁)/cos(ein₂)) ohne(ein₂)) = P
T.₁ = P / (ohne(A'1) + (cos(A'1)/cos(A'2)) ohne(A'2))
T.₁ = 500 / (ohne(45) + (cos(45)/cos(73)) ohne(73))

T.₁ = 165.56 kg (oder 1.624 kN)

Unter Dehnung versteht man das Konzept, dass sich das Kabel ausdehnt, wenn es gespannt wird. Die Strecke, über die sich dieses ausdehnt, wird als Dehnung bezeichnet und als Längenänderung dargestellt (L). Sobald Sie die Spannung im Kabel haben, Sie können die Dehnung berechnen (L) im Kabel aufgrund der Belastung.

Die grundlegende Formel für die Kabeldehnung (Hierfür wird auch der obige Spannseilrechner verwendet) ist:

Stahl dehnt sich im Allgemeinen bei höheren Temperaturen aus. Um dies zu erklären, Mit dem Rechner können Benutzer auch eine Temperaturänderung eingeben, um die Wärmeausdehnung des Materials und die Dehnung im Kabel zu berechnen. Dies basiert auf der folgenden thermischen Dehnungsformel:

Δtemp = die Temperaturänderung
L. = die ursprüngliche Länge des Kabels
α = Wärmeausdehnungskoeffizient (für Stahl, Der Wert liegt typischerweise im Bereich von 10e-6 bis 12e-6 m/m°C)

Der obige Rechner kann auch verwendet werden, um die Spannung zu berechnen, die durch die Reibungskräfte beim Ziehen eines gewichteten Gegenstands entlang einer Oberfläche verursacht wird. Wenn Sie ein Gewicht ziehen, gegeben von P. unten (und im Rechner), Es wird eine Reibungskraft in die entgegengesetzte Richtung ausgeübt, in die es gezogen wird. Dies geht aus dem folgenden Freikörperdiagramm hervor:

Der Rechner berechnet dann die durch diese Zugkraft verursachten Spannungen und Dehnungen. Die Berechnung der Seilzugspannung ist ziemlich einfach, und beinhaltet lediglich die Multiplikation der vertikalen Kraft mit dem Reibungskoeffizienten:

F = μ · N

• F. ist die Kraft aufgrund der Reibung (in Newton, N.),
• μ ist der Reibungskoeffizient zwischen den sich berührenden Oberflächen,
• N. ist die Normalkraft (in Newton, N.), Das ist die Kraft senkrecht zu den Kontaktflächen. Für horizontale Flächen, Die Normalkraft entspricht typischerweise dem Gewicht des Objekts, N = m · g, wo m ist die Masse des Objekts (in Kilogramm, kg) sowie G ist die Erdbeschleunigung (etwa 9.81 Frau² auf der Erdoberfläche).

• Kabeldurchhang-Rechner
• Stützenknickrechner
• Steifigkeitsmatrix-Rechner
• Young-Modul-Rechner
• Poissonzahl-Rechner
• Rechner für die Spannweite von Bodenbalken

Neben diesem Kabelspannungsrechner bietet SkyCiv eine breite Palette an Cloud-Strukturanalyse- und Design-Software 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.

So verwenden Sie den SkyCiv-Kabelspannungsrechner, folge diesen Schritten:

1. Öffnen Sie den Rechner auf Ihrem Gerät.
2. Eigenschaften des Eingabekabels:
   • Kabelparameter wie Kabellänge, Kabeldurchmesser (oder Bereich), Materialeigenschaften, wie Elastizitätsmodul und thermische Eigenschaften)
3. Lastwerte eingeben:
   • Angewandte Last (P.): Dies sollte eine faktorisierte Last sein, um sicherzustellen, dass Ihre Konstruktionen einen Sicherheitsfaktor bieten
   • Thermische Veränderung (T.): Dies ist die Temperaturänderung, der das Kabel unterliegt. Zum Beispiel, Vor der Installation kann das Kabel bei Raumtemperatur gelagert und gemessen werden, sagen wir 20°C. Jedoch, Im endgültigen Entwurf könnte sich das Kabel in der Nähe von Anlagengeräten befinden, oder unter direkter Sonneneinstrahlung, was bedeutet, dass die Designtemperatur 50 °C betragen könnte. Die Temperaturänderung würde als +30°C eingegeben
   • Kabelstreckgrenze (Fy): Dies ist optional, dient aber zur Berechnung des Nutzens (Wie viel Material wird verbraucht, bevor es versagt?)
4. Basierend auf Ihren Eingaben, Die Rechneroberfläche zeigt das Maximum und das Minimum an: Schub-, Moment, und Verschiebungswerte sowie das Scherkraftdiagramm, Momentdiagramm, und Verschiebungsdiagramm.

SkyCiv verfügt über eine voll funktionsfähige Strukturanalysesoftware namens SkyCiv Structural 3D, welches die Fahrkabelanalyse unterstützt. Dabei handelt es sich um Strukturelemente, die nichtlinear sind und sich nur bei großen Verschiebungen verspannen. Sie können Biege- oder Scherkräften nicht standhalten, aber in der Lage, Lasten unter Spannung zu tragen.

Sie können so ziemlich jedes Kabelsystem in 3D modellieren und lösen, da wir eine vollständige FEA auf dem System ausführen, wohingegen dieser Rechner eher eine einfache Fallanalyse durchführt. Hier ist ein Beispiel einer Kabelstruktur in SkyCiv Structural 3D. Erfahren Sie mehr unter Kabel in SkyCiv Structural 3D.