Calculadora del método de rigidez SkyCiv
La Calculadora del método de rigidez SkyCiv implementa el método de rigidez para resolver estructuras en el plano de un solo miembro (vigas y vigas). La Calculadora de matriz de rigidez proporciona un desglose de la matriz de rigidez para los ejes local y global.. Para elementos de viga, la calculadora del método de rigidez calculará la fuerza conocida, desplazamiento, y entradas de rigidez correspondientes a cada grado de libertad en función de las propiedades de la sección, las cargas, y las condiciones de contorno, de esto, la herramienta ensamblará la matriz y el vector y finalmente resolverá el sistema para obtener los desplazamientos y reacciones desconocidos. La calculadora es útil como fuente de comparación de las matrices de rigidez obtenidas al aprender el método de rigidez para resolver estructuras..
¿Qué es el método de rigidez??
Para los ingenieros estructurales el método de la rigidez es una herramienta vital para el análisis estructural.. El método de rigidez se utiliza para determinar los desplazamientos., Foco interno y reacción del haz., armaduras, y miembros del marco en una estructura. El método de rigidez incluye múltiples pasos.. Estos pasos incluyen:
- Discretización donde la estructura se divide en elementos “discretos” o más pequeños, como vigas o cerchas.
- Creación de matriz de rigidez local donde se crea una matriz de rigidez para cada elemento.
- Creación de matriz de rigidez global donde la matriz de rigidez global representa toda la estructura.
- Creación de vectores de carga donde las fuerzas externas se representan como un vector que se aplicará a la estructura.
- Creación de vectores de desplazamiento donde inicialmente se supone que todos los desplazamientos son cero y se representan en un vector.
- Resolución de equilibrio donde las ecuaciones de equilibrio se derivan con la matriz de rigidez global, el vector de desplazamiento, y el vector de carga.
- Resolución y reacciones donde se resuelven los sistemas de ecuaciones para obtener los desplazamientos de cada nodo y luego se utilizan para determinar la reacción en los apoyos.
¿Qué es una matriz de rigidez??
La matriz de rigidez es una matriz que representa matemáticamente la relación entre las fuerzas aplicadas y los desplazamientos encontrados en cada elemento estructural.. Las matrices de rigidez son fundamentales para el método de los elementos finitos (CINCO) y el método de la rigidez.
¿Cuál es la diferencia entre la matriz de rigidez local y global??
La matriz de rigidez local es específica de los elementos individuales dentro de una estructura.. Por el contrario, la matriz de rigidez global se ocupa de toda la estructura..
Dónde utilizar una calculadora del método de rigidez?
Las matrices de rigidez son útiles en una variedad de contextos de ingeniería.. Estos contextos incluyen:
- En Ingeniería estructural, Las matrices de rigidez se utilizan en el análisis de elementos finitos. (FEA) Analizar estructuras complejas y dividir la estructura en elementos miembros más pequeños.. Luego se pueden resolver para determinar la rigidez general y el comportamiento de una estructura..
- En Ingeniería Aeroespacial, Las matrices de rigidez son útiles para evaluar la integridad estructural de diferentes componentes de la aeronave, lo que es clave para garantizar la integridad y seguridad de los componentes de la aeronave durante el vuelo..
- En ingeniería automotriz y mecánica, Se puede utilizar una matriz de rigidez para modelar y analizar componentes, incluidos los engranajes., muelles, o marcos.
- En Ingeniería civil, FEA y matrices de rigidez se utilizan para evaluar la estabilidad y deformación de la interacción suelo-estructura durante la ingeniería geotécnica para estructuras de cimientos y muros de contención..
¿Cómo es útil una calculadora matricial de rigidez??
La Calculadora de matriz de rigidez es útil para los estudiantes que aprenden el método de rigidez para resolver estructuras., como fuente de comparación. Junto con el software FEA como SkyCiv Structural 3D y utilizando la Calculadora de matriz de rigidez, los estudiantes o ingenieros pueden calcular la matriz de rigidez local y global, así como la matriz de transformación de cada elemento para poder compararlos con lo que calcularon.. La Calculadora de matrices de rigidez también tiene un botón de copiar al lado de cada matriz en el informe para que los resultados se puedan pegar directamente en una hoja de cálculo externa..
Preguntas frecuentes sobre la calculadora
¿Qué fuerzas soporta la calculadora de matriz de rigidez??
La calculadora solo admite cargas puntuales verticales., pero puede ser fácilmente extensible a otras cargas implementando las fuerzas fijas para cada grado de libertad, El montaje y la solución siguen siendo los mismos..
¿La calculadora admite estructuras de varios miembros??
No, La calculadora del método de rigidez de SkyCiv solo admite estructuras de un solo miembro a partir de ahora.
¿Puedo copiar las matrices a una hoja de cálculo para compararlas??
Si, junto a cada matriz en el informe, hay un botón copiar matriz que copiará la matriz al portapapeles.
¿Puedo resolver una estructura completa usando esto??
Si, para elementos de un solo marco.
¿Puedo resolver armaduras con esto??
No, la Calculadora del método de rigidez SkyCiv solo proporcionará las matrices de rigidez local y global del miembro.
¿Qué secciones transversales se soportan??
La calculadora de matriz de rigidez SkyCiv admite rectangulares, Circular, Forma de I y personalizada (Requiere entrar al área e inercia directamente.) secciones cruzadas.
¿Puedo obtener la matriz de rigidez para miembros inclinados??
Si, solo necesita definir la inclinación del miembro en sentido antihorario con respecto al horizonte.
