Τι είναι η δομική ανάλυση?

Ορισμός δομικής ανάλυσης

Η δομική ανάλυση είναι η διαδικασία υπολογισμού και προσδιορισμού των επιπτώσεων των φορτίων και των εσωτερικών δυνάμεων σε μια δομή, κτίριο ή αντικείμενο. Η δομική ανάλυση είναι ιδιαίτερα σημαντική για τους μηχανικούς της δομής ώστε να διασφαλίσουν ότι κατανοούν πλήρως τις διαδρομές φορτίου και τις επιπτώσεις που έχουν τα φορτία στον σχεδιασμό μηχανικού τους. Επιτρέπει στους μηχανικούς ή τους σχεδιαστές να διασφαλίσουν ότι ένα κομμάτι εξοπλισμού ή δομής είναι ασφαλές για χρήση υπό τα εκτιμώμενα φορτία που αναμένεται να αντέξει. Η δομική ανάλυση μπορεί είτε να πραγματοποιηθεί κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού, δοκιμές ή μετά την κατασκευή και γενικά θα λαμβάνουν υπόψη τα υλικά που χρησιμοποιούνται, γεωμετρία της δομής και των εφαρμοζόμενων φορτίων.

Η δομική ανάλυση εξετάζει συνήθως μεμονωμένα δομικά στοιχεία, και τις δυνάμεις που υφίστανται. Ένας δομικός μηχανικός θα εξετάσει τα αποτελέσματα της δομικής ανάλυσης για δοκούς, πλάκες, καλώδια και τοίχοι. Όλα αυτά τα στοιχεία έχουν εφαρμοστεί δυνάμεις σε αυτά, όπως τα φορτία ανέμου, νεκρά φορτία (όπως το αυτο βάρος) και ζωντανά φορτία (όπως άτομα ή οχήματα). Επομένως, είναι σημαντικό για τον μηχανικό να αναθεωρήσει πώς συμπεριφέρονται καθένα από αυτά τα στοιχεία κάτω από αυτά τα φορτία. Αυτός είναι ο πυρήνας της δομικής ανάλυσης.

Ποιοι είναι οι τύποι της δομικής ανάλυσης?

Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για την εκτέλεση δομικής ανάλυσης, ανάλογα με το επίπεδο ακρίβειας που απαιτείται από τον μηχανικό. Μπορούμε να ορίσουμε τη δομική ανάλυση ως οποιαδήποτε από τις ακόλουθες μεθόδους:

1. Υπολογισμοί χεριών

Οι απλοί υπολογισμοί χεριών είναι ένας εξαιρετικά γρήγορος και εύκολος τρόπος για την αξιολόγηση των επιπτώσεων των απλών δυνάμεων στις απλές κατασκευές. Ένα παράδειγμα θα ήταν ο υπολογισμός των δυνάμεων ροπής κάμψης σε μια οριζόντια δέσμη. Αυτά τα πίσω μέρος του φακέλου οι υπολογισμοί είναι συνήθης πρακτική στην πολιτική μηχανική, για όσους δεν επιθυμούν να περάσουν πολλές ώρες σχεδιάζοντας τη δομή - αλλά μάλλον θέλω να μάθω τις σκληρές δυνάμεις που θα υποστεί μια δέσμη λόγω εφαρμοζόμενων φορτίων. Τα σεμινάρια δομικής μηχανικής μας έχετε μερικά φανταστικά μαθήματα για το πώς να εκτελέσετε κάποια απλή δομική ανάλυση χρησιμοποιώντας υπολογισμούς χεριών.

2. Ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων

Ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων (ΑΣΧΗΜΟΣ) είναι μια πολύπλοκη αριθμητική μέθοδος που χρησιμοποιείται για την επίλυση πολύπλοκων προβλημάτων που περιέχουν έναν αριθμό μεταβλητών εισόδων όπως οριακές συνθήκες, εφαρμοσμένα φορτία και τύποι υποστήριξης. Είναι πολύ πιο περίπλοκο, αλλά ακριβής μέθοδος εκτέλεσης δομικής ανάλυσης σε σύγκριση με υπολογισμούς χεριών. Η FEA απαιτεί η δομή να χωρίζεται σε μικρότερα μέρη (ή στοιχεία) η οποία μπορεί να αξιολογηθεί ξεχωριστά για μια ακριβέστερη εκτίμηση της λύσης. Αυτό μπορεί να είναι μια εξαιρετικά δύσκολη και χρονοβόρα διαδικασία για τη ρύθμιση και την εκτέλεση. Είναι σύνηθες ένα μοντέλο FEA να αποτελείται από πίνακες χιλιάδων καταχωρήσεων - καθιστώντας σχεδόν αδύνατο να αξιολογηθεί με ανθρώπινους υπολογισμούς. Αν θέλετε να μάθετε περισσότερα για αυτό, πεξερευνήστε μας αριθμομηχανή μεθόδου ακαμψίας να αποκτήσουν πρακτική εμπειρία και βαθύτερη κατανόηση για το πώς λειτουργεί αυτό. Η FEA είναι μια εξαιρετικά ισχυρή και ακριβής μέθοδος δομικής ανάλυσης και αποτελεί τη ραχοκοκαλιά των περισσότερων Λογισμικό δομικής ανάλυσης.

3. Λογισμικό δομικής ανάλυσης

Υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός λογισμικού δομικής ανάλυσης που μπορεί να εκτελέσει τους ακριβείς υπολογισμούς FEA χωρίς τη δυσκολία να ρυθμίσετε χειροκίνητα τη σύνθετη διαδικασία. SkyCiv Structural 3D είναι ένα τέτοιο λογισμικό που επιτρέπει στους χρήστες να αξιολογούν τα αποτελέσματα των φορτίων σημείου, στιγμές και κατανεμημένα φορτία σε μια δομή ή σχέδιο (Τεκμηρίωση SkyCiv S3D). Αυτή η μέθοδος δίνει τη βέλτιστη και πιο συνηθισμένη μέθοδο για την αξιολόγηση μιας δομής με υψηλή ακρίβεια και χαμηλό χρόνο υπολογισμού. Μερικά μειονεκτήματα του τυπικού λογισμικού είναι ότι μπορεί να είναι απρόσιτο ή ακριβό. Ωστόσο, Εδώ στο SkyCiv στοχεύουμε να εξαλείψουμε πλήρως αυτά τα μειονεκτήματα παρέχοντας οικονομικά προσιτό λογισμικό δομικής ανάλυσης σε μια διαδικτυακή πλατφόρμα - έτοιμο για χρήση από μηχανικό δομικής ανάλυσης από οποιονδήποτε υπολογιστή ανά πάσα στιγμή!

Επίδειξη λογισμικού SkyCiv Structural 3D