Comment modéliser une simple poutre Warren à l'aide d'un logiciel d'analyse structurelle
Cours: Analyse structurelle (3rd année)
Exemple de modèle: Simple-Warren-Truss.s3d
Le logiciel d'analyse structurelle est un outil puissant pour tout ingénieur en structure. Il permet aux ingénieurs de modéliser facilement une ferme et d'utiliser la méthode des éléments finis pour calculer les efforts internes de chaque élément.. Dans le plan de cours d’aujourd’hui, nous allons apprendre à modéliser une ferme dans un logiciel d'analyse structurelle – et apprenez les différentes significations techniques de ce que nous construisons. Les plans de cours de SkyCiv sont un excellent
Modélisation de notre ferme
Une ferme est une structure couramment utilisée en ingénierie structurelle. Si vous ne le connaissez pas, visitez notre article précédent sur types de structures en treillis.
Pour commencer à modéliser notre ferme, ouvrez d'abord votre logiciel d'analyse structurelle, nous pouvons soit utiliser SkyCiv Truss (version 2D simplifiée) ou SkyCiv Structural (3D, plus puissant). Les deux sont disponibles auprès de notre Tableau de bord. Une fois que vous avez ouvert le logiciel, ouvert Nœuds sur l'écran de gauche, et commencez à saisir les coordonnées de vos nœuds. Voici les points de départ et de fin de chaque membre. Nous essayons de tracer les dimensions de notre ferme, pour modéliser essentiellement la ferme. Vous pouvez le faire en entrant un à la fois, mais j'ai choisi d'utiliser la fiche technique pour pouvoir voir toutes les entrées de mon nœud et copier et coller:
Prochain, nous ajouterons des membres en connectant les nœuds par cliquer et faire glisser entre les nœuds:
Par défaut, SkyCiv Truss donnera à tous les membres une connexion épinglée. Ceci est indiqué par un petit point noir qui, si vous le survolez, montrera “FFFFRR”. En 3D structurelle, tu vas devoir changer manuellement toutes les fixités de début et de fin en “FFFFRR”. Il est essentiel que tous vos membres soient épinglés, ou les résultats de l'analyse de votre ferme pourraient être erronés. Rappelles toi, à tout moment, vous pouvez vous connecter et consulter notre exemple de modèle Simple-Warren-Truss.s3d pour voir cet exemple.
[icon icon = "info"] Une note rapide sur les connexions épinglées
Une ferme doit avoir toutes les fixités des membres définies sur épinglées. Cela signifie que chaque élément est libre de tourner et que le transfert des forces est entièrement axial. Un moyen rapide de vérifier si votre modèle est correctement configuré est de le résoudre – toutes les forces des membres de moment de flexion doivent être 0.
Cliquez ici pour en savoir plus sur les connexions des charnières ->
Un moyen simple d'effectuer ce changement est d'utiliser la fiche technique. Lorsque vous postulez, vous devriez voir les petits points noirs sur vos membres (SkyCiv Truss les aura activés par défaut):
Ajouter des supports
En ingénierie structurelle, nous avons besoin que nos modèles soient statique. En ce moment, notre ferme n'est connectée à rien, donc si nous lui appliquons des charges, rien ne le retient. Les supports sont nos conditions limites – ce sont eux qui empêchent la ferme de bouger lorsque des charges sont appliquées. Pensez à un pont en treillis, à chaque extrémité, il est connecté à la terre. Les supports ont également des codes de fixité – ceux-ci indiquent comment la ferme est soutenue. Par exemple, support de rouleau signifie que la ferme peut se déplacer de gauche à droite (e.g. ça peut traduire dans la direction x).
Il est parfois important d’appliquer un support à rouleaux sur un côté d’un pont, de sorte que la structure a un peu de “donner”, au cas où il se dilaterait. Donc, sur notre côté gauche, nous donnerons à notre pont un support épinglé et sur le côté droit, nous allons lui donner un support de rouleau. Pour ajouter ceci, clique le appuis illimités bouton sur l'écran de gauche:
Notre ferme est maintenant suffisamment soutenue, nous pouvons maintenant procéder à l'application des charges.
Application de charges
Les charges sont les forces auxquelles la ferme doit résister. Par exemple, la ferme peut être nécessaire pour prendre la charge d'un camion 2T, nous devons donc utiliser le logiciel pour simuler ces forces et nous assurer que la ferme est sûre pour la construction. Ici, nous allons ajouter quelques charges réparties sur la corde supérieure de notre structure:
Examen de vos résultats
Une fois que vous êtes satisfait de votre ferme, Cliquez sur Résoudre dans le coin supérieur droit. Dans S3D, il peut vous inviter à ajouter une section, cliquez simplement sur Réparer pour certaines propriétés de section nominales. Remarque: si vous devez ajouter des propriétés de section, vous pouvez le faire via Section, mais en regardant les réactions aux appuis et à la force axiale, les propriétés de la section ne devraient pas vraiment affecter vos résultats.
Si tout est configuré correctement, vous devriez pouvoir cliquer Axial pour revoir vos résultats de force axiale. Une force axiale est la force appliquée comme tension (membre étant séparé) ou en compression (membre poussé). Généralement traitant des fermes – la force axiale est le résultat le plus important.
Puisque les membres sont tous épinglés et libres de tourner, cela signifie que les forces internes doivent toutes être axiales. Nous pouvons le confirmer en regardant les résultats du moment de flexion. En dehors des meilleurs membres (qui ont distribué des charges sur eux), tous les membres du système ont 0 forces de moment de flexion. C'est parce que les seules forces dans les membres sont axiales:
Calculatrice de treillis SkyCiv
SkyCiv Calculatrice de fermes gratuite est un outil de conception de fermes qui génère les forces axiales et les réactions de structures de fermes ou de chevrons 2D entièrement personnalisables. Ou pour tirer le meilleur parti de notre puissant Logiciel Truss, inscrivez-vous aujourd'hui pour commencer!
