Calculateur de méthode de rigidité SkyCiv
Le calculateur de méthode de rigidité SkyCiv implémente la méthode de rigidité pour résoudre des structures dans le plan à un seul élément (éléments de poutres et de fermes). Le calculateur de matrice de rigidité fournit une répartition de la matrice de rigidité pour les axes locaux et globaux. Pour éléments de poutre, le calculateur de méthode de rigidité calculera la force connue, déplacement, et des entrées de rigidité correspondant à chaque degré de liberté en fonction des propriétés de la section, les charges, et les conditions aux limites, de ceci, l'outil assemblera la matrice et le vecteur et enfin résoudra le système pour obtenir les déplacements et réactions inconnus. Le calculateur est utile comme source de comparaison pour les matrices de rigidité obtenues lors de l'apprentissage de la méthode de rigidité pour résoudre les structures..
Quelle est la méthode de rigidité?
Pour les ingénieurs en structures, la méthode de rigidité est un outil essentiel pour l'analyse structurelle.. La méthode de rigidité est utilisée pour déterminer les déplacements, focalisation interne et réaction du faisceau, charpente, et éléments de charpente dans une structure. La méthode de rigidité comprend plusieurs étapes. Ces étapes comprennent:
- Discrétisation où la structure est divisée en éléments « discrets » ou plus petits comme des poutres ou des fermes.
- Création d'une matrice de rigidité locale où une matrice de rigidité est créée pour chaque élément.
- Création d'une matrice de rigidité globale où la matrice de rigidité globale représente l'ensemble de la structure.
- Création de vecteur de charge où les forces externes sont représentées comme un vecteur à appliquer à la structure.
- Création de vecteurs de déplacement où initialement tous les déplacements sont supposés nuls et représentés dans un vecteur.
- Résolution d'équilibre où les équations d'équilibre sont dérivées avec la matrice de rigidité globale, le vecteur déplacement, et le vecteur de charge.
- Résolution et réactions où les systèmes d'équations sont résolus pour obtenir les déplacements de chaque nœud puis utilisés pour déterminer la réaction au niveau des supports.
Qu'est-ce qu'une matrice de rigidité?
La matrice de rigidité est une matrice qui représente mathématiquement la relation entre les forces appliquées et les déplacements trouvés dans chaque élément structurel.. Les matrices de rigidité sont fondamentales pour la méthode des éléments finis (CINQ) et la méthode de rigidité.
Quelle est la différence entre la matrice de rigidité locale et globale?
La matrice de rigidité locale est spécifique aux éléments individuels d'une structure. A l’inverse, la matrice de rigidité globale concerne l’ensemble de la structure.
Où utiliser un calculateur de méthode de rigidité?
Les matrices de rigidité sont utiles dans divers contextes d'ingénierie. Ces contextes incluent:
- Dans ingénierie structurelle, les matrices de rigidité sont utilisées dans l'analyse par éléments finis (LAID) analyser des structures complexes et diviser la structure en éléments membres plus petits. Ceux-ci peuvent ensuite être résolus pour déterminer la rigidité globale et le comportement d'une structure..
- Dans génie aérospatial, les matrices de rigidité sont utiles pour évaluer l'intégrité structurelle de différents composants de l'avion, ce qui est essentiel pour garantir l'intégrité et la sécurité des composants de l'avion pendant le vol.
- Dans génie automobile et mécanique, une matrice de rigidité peut être utilisée pour modéliser et analyser des composants, notamment des engrenages, ressorts, ou des cadres.
- Dans Génie civil, Les FEA et les matrices de rigidité sont utilisées pour évaluer la stabilité et la déformation de l'interaction sol-structure lors de l'ingénierie géotechnique pour les structures de fondations et de murs de soutènement..
Comment un calculateur de matrice de rigidité est-il utile?
Le calculateur de matrice de rigidité est utile pour les étudiants qui apprennent la méthode de rigidité pour résoudre des structures., comme source de comparaison. Parallèlement aux logiciels FEA tels que SkyCiv Structural 3D et à l'aide du calculateur de matrice de rigidité, les étudiants ou ingénieurs peuvent calculer la matrice de rigidité locale et globale ainsi que la matrice de transformation de chaque élément afin de pouvoir les comparer à ce qu'ils ont calculé.. Le calculateur de matrice de rigidité comporte également un bouton de copie à côté de chaque matrice du rapport afin que les résultats puissent être collés directement dans une feuille de calcul externe..
FAQ sur la calculatrice
Quelles forces sont supportées par le calculateur de matrice de rigidité?
La calculatrice prend uniquement en charge les charges ponctuelles verticales, mais il peut être facilement étendu à d'autres charges en mettant en œuvre les forces fixes pour chaque degré de liberté, le montage et la solution restent les mêmes.
La calculatrice prend-elle en charge les structures multi-membres?
Non, le calculateur de méthode de rigidité SkyCiv ne prend en charge que les structures à un seul membre pour le moment.
Puis-je copier les matrices dans une feuille de calcul pour comparaison?
Oui, à côté de chaque matrice du rapport, il y a un bouton Copier la matrice qui copiera la matrice dans le presse-papiers.
Puis-je résoudre une structure complète en utilisant ceci?
Oui, pour éléments de cadre simples.
Puis-je résoudre les fermes avec ça?
Non, le calculateur de méthode de rigidité SkyCiv fournira uniquement les matrices de rigidité locales et globales du membre.
Quelles sections transversales sont prises en charge?
Le calculateur de matrice de rigidité SkyCiv prend en charge rectangulaire, Circulaire, Forme en I et personnalisé (nécessite d'entrer directement dans la zone et l'inertie) des sections transversales.
Puis-je obtenir la matrice de rigidité pour les éléments inclinés?
Oui, il suffit de définir l'inclinaison de la barre dans le sens inverse des aiguilles d'une montre par rapport à l'horizon.
