Momento libero di inerzia e calcolatore centroide

Guarda il video demo qui sotto per iniziare con il nostro calcolatore.

Basta scegliere la forma della sezione trasversale che si desidera valutare dall'elenco a tendina, inserire le dimensioni della sezione scelta e fare clic su Calcola.

Questo calcolatore multiuso gratuito è tratto dalla nostra suite completa Software di analisi strutturale. Consente di:

• Calcolare il momento di inerzia (I) di una sezione della trave (secondo momento di area)
• Calcola il centroide (C) negli assi X e Y di una sezione della trave
• Calcolare il primo momento di area (Momento statico di inerzia) (Q) di una sezione della trave
• Un calcolatore del modulo di sezione per calcolare il modulo di sezione (Z) di una sezione della trave
• Calcolare la costante di torsione (J) di una sezione della trave

Il calcolatore del momento d'inerzia calcolerà accuratamente una serie di importanti proprietà di sezione utilizzate nell'ingegneria strutturale. Ecco un elenco conciso dei termini e delle definizioni delle proprietà della sezione:

• Area della sezione (A) – Area della sezione è un calcolo abbastanza semplice, ma direttamente utilizzato nei calcoli delle sollecitazioni assiali (più area della sezione trasversale, più forza assiale)
• Momento d'inerzia (lz, Iy) - noto anche come secondo momento di area, è un calcolo utilizzato per determinare la forza di un membro e la sua resistenza contro la deflessione. Più alto è questo numero, più forte è la sezione. Ci sono due assi:
• Asse maggiore (lz) – Questo è l'asse Z ed è in genere considerato l'asse maggiore in quanto di solito è la direzione più forte del membro.
• Asse minore (Iy) - Si tratta dell'asse Y ed è considerato l'asse minore o debole. Questo perché le sezioni non sono progettate per prendere tanta forza su questo asse
• ● Vale anche la pena notare che se una forma ha le stesse dimensioni in entrambe le direzioni (quadrato, circolare ecc..) questi valori saranno gli stessi in entrambe le direzioni. Vedere Momento di Inerzia di un cerchio per saperne di più.
• Centroide (Cz, Cy) - questo è il centro di massa per la sezione e di solito ha una componente Z e Y. Per le forme simmetriche, questo sarà il centro geometrico. Per le forme non simmetriche (come un angolo, o scanalatura) queste saranno in posizioni diverse. Scopri come calcolare il centroide di una sezione della trave. Il calcolatore di cui sopra agisce anche per calcolare il baricentro X e Y di qualsiasi tipo di forma.
• Momento statico di inerzia (Qz, Qy) - Conosciuto anche come primo momento di area, questo misura la distribuzione dell'area della sezione della trave da un asse. Come il Momento d'Inerzia, questi sono in entrambe le direzioni Z e Y. Questi sono usati tipicamente nei calcoli di sforzo di taglio, in modo che più grande questo valore è, più forte la sezione è contro il taglio. La calcolatrice fornirà questo valore, ma clicca qui per saperne di più sul calcolo del primo momento dell'area.
• Modulo di sezione elastica (Sz, Sy in America. Zz, Zy in Gran Bretagna o in Australia) – Conosciuto anche come modulo di sezione statica, e viene utilizzato nei calcoli delle sollecitazioni di flessione. Di solito sono calcolati per la sezione superiore e inferiore delle fibre. Ad esempio, Szt è il modulo di sezione sull'asse Z alla fibra superiore della sezione.
• Costante di torsione (J) - noto anche come momento polare di inerzia o J, è un valore che descrive la resistenza di un materiale alla torsione o deformazione torsionale.
• Il modulo di sezione plastica (S) - una misura della capacità di una forma a sezione trasversale di resistere alla flessione plastica, utilizzata per stimare lo stress di un materiale quando inizia a cedere (raggiunge il suo limite di plasticità) sotto un carico specifico ed è tipicamente utilizzato per la progettazione e l'analisi di travi sotto carico.

Altri parametri - Questi sono i risultati più avanzati calcolati dall'intero Costruttore di Sezioni SkyCiv:

• Prodotto di inerzia (circa asse Z e asse Y): misura della resistenza di una forma alla rotazione attorno a un asse specifico, uguale al prodotto trasversale della distanza dall'asse a qualsiasi punto della forma e alla componente corrispondente del momento di inerzia del punto.
• Modulo di sezione plastica (circa asse Z e asse Y): misura della capacità di una forma di sezione trasversale di resistere alla flessione plastica, utilizzata per stimare lo stress di un materiale quando inizia a cedere (raggiunge il suo limite di plasticità) sotto un carico specifico.
• Asse neutro plastico (circa asse Z e asse Y): un asse a sezione trasversale attraverso il quale devono passare tutte le forze che agiscono sulla forma per provocare la deformazione plastica.
• Area di taglio (circa asse Z e asse Y): l'area di una forma di sezione trasversale che è efficace nel resistere alle forze di taglio.
• Distanza tra centro di taglio e centroide (sia nell'asse Z che nell'asse Y): il calcolatore di centroidi SkyCiv aiuta a calcolare la distanza tra il centro di taglio e il centroide di una forma trasversale.
• Costante di torsione (facendo uso di FEA): un valore che descrive la resistenza del materiale alla torsione o alla deformazione torsionale, calcolata facendo uso dell'analisi finita dell'elemento.
• Raggio di torsione: la distanza da un asse in cui l'area di una forma trasversale deve essere concentrata per ottenere la stessa costante di torsione della forma reale.
• Costante di deformazione: un valore che descrive la resistenza di un materiale alla deformazione o distorsione.
• Costante di monosimmetria (circa asse Z e asse Y): misura di come la forma di una sezione trasversale è simmetrica rispetto a un asse specifico, con un valore di zero che indica la simmetria perfetta.
• Raggio di rotazione (circa asse Z e asse Y): distanza da un asse alla quale deve essere concentrata l'area di una forma della sezione trasversale per ottenere lo stesso momento di inerzia della forma reale.
• Angolo di rotazione dell'asse principale: l'angolo tra l'asse neutro e l'asse principale di una forma di sezione trasversale.

Un centroide, noto anche come 'centro geometrico', è il centro di massa di un oggetto con densità uniforme. Una dimostrazione semplificata di un centroide, sarebbe la posizione in cui si dovrebbe mettere una matita in equilibrio sul dito. La posizione in cui la matita è equilibrata e non cade, sarebbe la posizione approssimativa del centroide della matita. Considera la massa e la densità del materiale per determinare il punto in cui la massa della matita è uguale su entrambi i lati del dito, e quindi rappresenta il 'centro di massa' della matita.

Il calcolatore del Centroide SkyCiv utilizza FEA per fornire risultati estremamente accurati in pochi secondi, indipendentemente dalla complessità della forma. Nella versione premium, gli utenti possono inserire le coordinate dei punti che definiscono la forma e la nostra calcolatrice vi darà le coordinate del centroide. Ciò include la possibilità di progettare forme personalizzate tramite importazione DXF, forme multiple (built-up) e forme punto personalizzate.

Oltre alla sua velocità e precisione, il nostro calcolatore è anche incredibilmente facile da usare. Con una semplice interfaccia utente, è possibile inserire le dimensioni della sezione e ricevere i valori delle proprietà della sezione (compreso il centroide della sezione della trave) in pochi secondi. Che tu stia lavorando a un progetto di design, sperimentando diverse sezioni o studiando per un esame, il calcolatore del Centroide SkyCiv è lo strumento perfetto per aiutarti a portare a termine il lavoro.

Come notato in precedenza, questo strumento gratuito fornisce anche un calcolo del modulo di sezione elastica, tuttavia, se stai iniziando come ingegnere potresti non capire quale sia. In poche parole, il modulo di sezione è una proprietà di una sezione trasversale che misura la resistenza alla flessione e calcolata come rapporto tra il momento di inerzia e la distanza dall'asse neutro alla fibra più distante. Il modulo di sezione elastica è rappresentato in questa equazione come:

Dove,

• S è il modulo di sezione
• I è il momento di inerzia della sezione sull'asse neutro
• y è la distanza dall'asse neutro al punto più distante della sezione

Ci sono due tipi di modulo di sezione: Elastico e Plastica. In America, S è tipicamente usato per riferirsi al modulo di sezione elastica mentre Z è usato per riferirsi al modulo di sezione plastica. In Gran Bretagna e Australia, questi sono tipicamente invertiti. Il modulo di sezione elastica è tipicamente indicato con una lettera Z, mentre il modulo di sezione plastica è indicato con una lettera S.

In generale, il modulo di sezione elastica viene utilizzato per la progettazione della sezione perché è applicabile fino al punto di snervamento per la maggior parte dei metalli. I metalli non sono tipicamente progettati per andare oltre il punto di snervamento del materiale.

SkyCiv offre anche altri strumenti come lo strumento I size size e un software di progettazione strutturale gratuito. Il riquadro della sezione dinamica ti mostrerà anche una rappresentazione grafica della sezione del raggio. Quindi se vuoi calcolare il momento d'inerzia del cerchio, momento d'inerzia di un rettangolo o di qualsiasi altra forma, sentiti libero di usare il software in basso o il nostro builder di sezioni SkyCiv all-inclusive.

SkyCiv offre un'ampia gamma di software di analisi strutturale e progettazione cloud per ingegneri. Come azienda tecnologica in continua evoluzione, ci impegniamo a innovare e a sfidare i flussi di lavoro esistenti per risparmiare tempo agli ingegneri nei loro processi di lavoro e nei loro progetti.