introduzione
Gli ingegneri strutturali utilizzano una grande varietà di membri già dalla fase concettuale di un progetto di edificio o infrastruttura. Modellazione accurata di tali membri utilizzando software agli elementi finiti, come SkyCiv, è di grande importanza nel processo di progettazione, in quanto la modellazione accurata delle aste può sia ridurre i costi sia garantire un design sicuro. Esistono vari metodi di modellazione per simulare il comportamento strutturale dei pilastri, travi, pareti, o lastre che utilizzano 1D, 2Elementi D e 3D. Questo articolo spiega le principali differenze tra le varie tecniche di modellazione utilizzate in un normale ciclo di progettazione ingegneristica. In particolare, concentrandosi sulla modellazione, stato di stress e deformazione, e risultati.
Fase di modellazione (pre-elaborazione)
Geometria
1Gli approcci alla modellazione D vengono utilizzati per modellare membri di tipo linea come le colonne / moli, travi o pali. La rappresentazione della linea è auto definita dall'utente tramite una sezione e tutte le proprietà geometriche dell'asta (larghezza, altezza, ecc.).
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Meshing
Poiché la mesh è un passaggio cruciale in qualsiasi analisi strutturale, è importante che gli utenti siano consapevoli dell'impatto che la mesh gioca su 1D, 2D, ed elementi 3D su un modello.
Come menzionato prima, 1Gli elementi D sono comunemente usati per rappresentare i membri della linea e possono fornire un comportamento di flessione accurato di un membro. 1La mesh dell'elemento D è la divisione dell'elemento in più segmenti, ciò non influisce sul risultato complessivo, ma più segmenti consentono una visualizzazione più fluida e migliore dei risultati.
2Gli elementi D e 3D presentano tratti simili in termini di mesh. Ogni membro all'interno del modello è diviso in più parti di una certa forma, la dimensione della maglia del modello influisce sui risultati finali e che più fine è la maglia (forme più piccole utilizzate) maggiore è il tempo necessario per risolvere il modello. Ci sono due forme che vengono utilizzate per entrambi gli elementi 2D nella mesh, elementi quadrilateri e triangolari. 3Le forme degli elementi D sono variazioni che derivano dalle forme degli elementi 2D, le forme comunemente usate sono esaedri, tetraedri, cunei e piramidi con ciascuno che offre vantaggi diversi per modellare meglio la fisica del modello stesso.
Produzione (post produzione)
I risultati dell'analisi per le aste modellate utilizzando elementi 1D sono solitamente forniti in termini di forza di taglio e momento flettente sui due assi principali delle aste, nonché forza assiale e momento torsionale attorno all'asse che collega entrambe le estremità dell'asta.
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- Forze di membrana
- Forze di taglio / momento nel piano
- Spostamenti (x,y,z, somma)
- cesoia (Von-mises, diretto, cesoia, preside maggiore / minore)
quando, vengono adottati elementi in mattoni, i risultati sono forniti in termini di stress. Pertanto, le forze interne e le reazioni di supporto di elementi come pareti di taglio, gusci o lastre modellate utilizzando elementi 2D o elementi in laterizio è ottenuto mediante integrazione di forze / momenti interni per unità di lunghezza o tensioni sulla lunghezza o area di interesse, rispettivamente.
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CTO e co-fondatore di SkyCiv
BEng Mechanical (Hons1), BCom