Calcolatore del metodo di rigidità SkyCiv

Per gli ingegneri strutturali il metodo della rigidezza è uno strumento vitale per l'analisi strutturale. Per determinare gli spostamenti viene utilizzato il metodo della rigidezza, fuoco interno e reazione del raggio, travatura, e membri del telaio in una struttura. Il metodo della rigidezza comprende più passaggi. Questi passaggi includono:

• Discretizzazione in cui la struttura viene suddivisa in elementi “discreti” o più piccoli come travi o capriate.
• Creazione della matrice di rigidezza locale in cui viene creata una matrice di rigidezza per ciascun elemento.
• Creazione della matrice di rigidezza globale in cui la matrice di rigidezza globale rappresenta l'intera struttura.
• Carica vettore Creazione in cui le forze esterne sono rappresentate come un vettore da applicare alla struttura.
• Creazione del vettore di spostamento in cui inizialmente si presuppone che tutti gli spostamenti siano pari a zero e rappresentati in un vettore.
• Soluzione dell'equilibrio in cui le equazioni di equilibrio vengono derivate con la matrice di rigidezza globale, il vettore spostamento, e il vettore di carico.
• Risoluzione e reazioni in cui i sistemi di equazioni vengono risolti per ottenere spostamenti sono ciascun nodo e quindi utilizzati per determinare la reazione ai supporti.

La matrice di rigidezza è una matrice che rappresenta matematicamente la relazione tra le forze applicate e gli spostamenti riscontrati in ciascun elemento strutturale. Le matrici di rigidezza sono fondamentali per il metodo degli elementi finiti (CINQUE) e il metodo della rigidezza.

La matrice di rigidezza locale è specifica per i singoli elementi all'interno di una struttura. Al contrario, la matrice di rigidezza globale riguarda l'intera struttura.

Le matrici di rigidezza sono utili in una varietà di contesti ingegneristici. Questi contesti includono:

• In ingegneria strutturale, le matrici di rigidezza vengono utilizzate nell'analisi degli elementi finiti (BRUTTA) analizzare strutture complesse e dividere la struttura in elementi membri più piccoli. Questi possono quindi essere risolti per determinare la rigidità e il comportamento complessivi di una struttura.
• Nell'ingegneria aerospaziale, le matrici di rigidezza sono utili per valutare l'integrità strutturale dei diversi componenti dell'aeromobile che è fondamentale per garantire l'integrità e la sicurezza dei componenti dell'aeromobile durante il volo.
• Nell'ingegneria automobilistica e meccanica, una matrice di rigidezza può essere utilizzata per modellare e analizzare componenti inclusi gli ingranaggi, molle, o cornici.
• In ingegneria civile, Le matrici FEA e di rigidezza vengono utilizzate per valutare la stabilità e la deformazione dell'interazione terreno-struttura durante l'ingegneria geotecnica per strutture di fondazione e muri di sostegno.

Il calcolatore della matrice di rigidità è utile per gli studenti che imparano il metodo della rigidezza per risolvere le strutture, come fonte di confronto. Oltre al software FEA come SkyCiv Structural 3D e utilizzando il calcolatore della matrice di rigidità, gli studenti o gli ingegneri possono calcolare la matrice di rigidezza locale e globale, nonché la matrice di trasformazione di ciascun elemento in modo da poterli confrontare con ciò che hanno calcolato. Il calcolatore della matrice di rigidità dispone anche di un pulsante di copia accanto a ciascuna matrice nel rapporto in modo che i risultati possano essere incollati direttamente su un foglio di calcolo esterno.