Calculadora de hundimiento del cable
La calculadora de hundimiento del cable SkyCiv (o Calculadora de deflexión del cable) le ayuda a determinar las fuerzas de pretensado necesarias para alcanzar una determinada flexión del cable dada una configuración de cable particular. Esta calculadora utiliza la poderosa tecnología FEA de SkyCiv para trabajar de manera iterativa a través de diferentes fuerzas de pretensado para determinar la fuerza requerida para una flexión o deflexión de cable en particular..
La flexión final del cable y la pretensión requerida se calculan con las siguientes entradas:
- Longitud del cable (m)
- Diámetro del cable (mm)
- Objetivo del hundimiento del cable (mm) - la flexión del cable deseada para la que está iterando
- Propiedades materiales - como la densidad del acero y el módulo de Young
- Configuración de iteración - decimales o precisión al iterar para resolver
Los siguientes cálculos de flexión del cable se basan en la iteración entre diferentes cargas de pretensado para calcular la flexión del cable deseada..
Una guía sobre la deflexión o hundimiento del cable
¿Qué es el hundimiento del cable??
La flexión del cable es la cantidad de deflexión que experimenta un cable bajo su propio peso y cualquier carga de pretensado en el cable.. El peso del cable provocará una flexión vertical.:
sin embargo, Esta flexión se puede compensar introduciendo una fuerza de tensión en el cable., También conocida como carga de pretensado.:
Ecuación de hundimiento del cable
La calculadora anterior iterará entre aumentar/disminuir la cantidad de pretensado en el cable para intentar calcular el hundimiento objetivo del cable.. La calculadora utiliza el solucionador FEA de SkyCiv para calcular con precisión estos valores y lograr un diseño más preciso.. sin embargo, También se pueden hacer cálculos simples para calcular la deflexión de un cable usando ecuaciones simples de deflexión del cable.:
hundimiento = (w * (L/2)²) / (2 * T)
dónde;
w = peso del cable en N/m
L = Longitud del cable
T = Fuerza de tensión aplicada sobre el cable
Ejemplo de cómo calcular el hundimiento de un cable.
Q: Consideremos que tenemos un cable de longitud L=10m, suspendido entre dos soportes a la misma altura. El cable tiene un peso uniforme 𝑤 =0.154 kg/m, y está pretensado con una tensión horizontal 𝑇 = 500N.
1. Determine el peso por unidad de longitud en Newtons.:
Peso por unidad de longitud: 0.154 kg / m * 9.81 m/s² = 1.54 N/m
2. Utilice la aproximación parabólica para el hundimiento:
el hundimiento (y) en el punto medio del tramo (x = L/2) se puede calcular usando la fórmula:
y = (w * (L/2)²) / (2 * T)
y =(1.54 N/m * (5m)²) / (2 * 500 norte)
y ≈ 0.0385 metro = 38,5 mm
Comparación de los cálculos de hundimiento del cable FEA con la fórmula de hundimiento del cable
Comparando con el resultado de nuestra calculadora, usando la misma entrada, podemos ver que llegamos a un resultado similar. en la calculadora, una fuerza de 342 N resultó en una flexión neta de 38,2 mm, sin embargo, en la fórmula simplificada obtenemos una fuerza de 500 N para lograr un hundimiento similar de 38,5 mm.. La calculadora de deflexión del cable anterior utiliza el análisis de elementos finitos para calcular el resultado., que es mucho más preciso ya que realiza un análisis no lineal en lugar de depender de una fórmula empírica simplificada como el ejemplo anterior..
Los resultados son claramente similares y dentro de un rango razonable., pero es muy recomendable utilizar una herramienta más avanzada en el caso del diseño estructural..
¿Por qué necesitamos calcular el hundimiento de un cable??
El hundimiento del cable es una parte importante del diseño e instalación de cualquier sistema de cable.. Para el diseño, Es importante garantizar el espacio libre y gestionar la carga en las estructuras de soporte.. Por ejemplo, en líneas eléctricas, Es posible que un ingeniero deba asegurarse de que haya suficiente espacio libre desde el suelo por razones de seguridad.. Adicionalmente, También necesitarán saber cuánta carga adicional se aplicará al poste..
Otros casos incluyen puentes. (puentes particularmente suspendidos) y sistemas de catenaria en estructuras ferroviarias - donde el sistema de cables aéreos necesitará ser soportado en un hundimiento determinado.
La flexión de un cable también es necesaria durante la etapa de instalación.. Es importante que el instalador sepa la cantidad correcta de tensión que se debe aplicar a un cable para obtener una flexión determinada.. Esto también deberá tener en cuenta factores ambientales como los cambios de temperatura., Cargas de viento que podrían causar efectos en la estructura de soporte y, por tanto, en el cable., y cualquier carga de hielo que pueda aplicarse al cable.
Otras calculadoras
Acerca SkyCiv
Además de esta calculadora de tensión de cable, SkyCiv ofrece una amplia gama de software de diseño y análisis estructural en la nube para ingenieros.. Como una empresa tecnológica en constante evolución, estamos comprometidos con la innovación y desafiando los flujos de trabajo existentes para ahorrar tiempo a los ingenieros en sus procesos de trabajo y diseños.
Preguntas más frecuentes?
¿Qué pasa si necesito calcular sistemas de cables más complejos??
SkyCiv tiene un software de análisis estructural con todas las funciones llamado SkyCiv Structural 3D, que soporta el análisis de cables catenarios. Son elementos estructurales que no son lineales y se tensan sólo con grandes desplazamientos.. Tienen capacidad nula para fuerzas de flexión o corte., pero capaz de transportar carga en tensión.
Puedes modelar y resolver prácticamente cualquier sistema de cables en 3D, ya que estamos ejecutando un FEA completo en el sistema, mientras que esta calculadora ejecuta más bien un análisis de caso simple. Aquí hay un ejemplo de una estructura de cables en SkyCiv Structural 3D.. Obtenga más información en Cables en SkyCiv Estructural 3D.
