Grados de libertad y códigos de restricción

En análisis estructural, el término grados de libertad es extremadamente importante pero a menudo se malinterpreta. Los grados de libertad se refieren a 6 posibles movimientos que pueden ocurrir en un punto y si estos movimientos son libres para moverse o están restringidos. Aunque eso puede parecer mucha jerga, se entenderá mejor a lo largo de este tutorial y video instructivo a continuación.

En primer lugar, ¿cuáles son los 6 grados de libertad? Imagina un avión suspendido en el espacio. El avión puede moverse hacia adelante o hacia atrás. (a lo largo de su eje X), de izquierda a derecha (a lo largo de su eje Z) o arriba y abajo (a lo largo de su eje Y). Estos se conocen como traducciones y compone los primeros tres grados de libertad. El avión también puede girar de lado a lado. (laminación - girando sobre su propio eje X), bajar o subir (rotar sobre su propio eje Z) o guiñar hacia la izquierda o hacia la derecha (girando sobre su propio eje Y). Estos son los grados 4 ° 5 ° y 6 ° conocidos como rotacional grados de libertad. En resumen:

X traducción
Y traducción
Traducción Z
Rotación X
Rotación Y
Rotación Z

Que representan las letras?

'F' - Fijo - Hay una restricción fija para este grado de libertad.. Cualquier fuerza que actúe en esta dirección es absorbida por el soporte en un nodo o por el miembro conectado en una conectividad..
'R' - Publicado - No hay restricción para este grado de libertad.. El nodo es libre para moverse en esta dirección y cualquier fuerza que actúe en esta dirección no pasa al elemento o soporte conectado..
'S' - Primavera - Hay restricciones pero su nivel de restricción se basa en el coeficiente del resorte basado en Ley de Hooke.

Códigos de restricción para soportes

El tipo de soporte utilizado en un modelo de análisis estructural a menudo está determinado por el 6 grados de libertad. Un ejemplo representa el 6 grados de libertad por un 6 código de carácter compuesto por una combinación de F y R - donde F = fijo y R = liberado. Por ejemplo, un soporte totalmente fijo está indicado por el código "FFFFFF" como esta fijo en todo 6 grados de libertad. Un soporte de pasador a menudo solo se libera en la rotación Z y, por lo tanto, se indica "FFFFFR". Otro ejemplo es un soporte de rodillo.. En este ejemplo, no puede soportar ninguna fuerza en la traslación x ni en ninguna de las rotaciones. Por lo tanto, se le asigna el código de restricción 'RFFRRR'..

Otra forma de pensarlo, es que el soporte contendrá una reacción para cualquier grado de libertad que se fije. Por ejemplo, un soporte fijo se fija en la traslación X e Y - Por lo tanto, se espera que haya una reacción en la dirección xey.