GRATIS GEREEDSCHAP
Berekening van de kabelspanning
Kabels zijn een belangrijk en efficiënt structureel element waar tijdens het ontwerp speciale aandacht aan moet worden besteed. De onderstaande rekenmachine is een eenvoudig te gebruiken hulpmiddel dat de volgende waarden berekent op basis van gebruikersinvoer:
- De toegepaste spankracht in de kabel
- De trekspanning in de kabel
- Verlenging vanaf deze belasting
- Thermische rek door een temperatuurverandering (indien verstrekt)
- Nutsratio van hoe dicht de kabel bij falen ligt, gebaseerd op de vloeigrens van het materiaal
Met deze snelle berekening, ingenieurs kunnen snelle ontwerpbeslissingen nemen met duidelijke output en indien nodig een gedetailleerder ontwerprapport. De rekenmachine biedt de mogelijkheid om uit twee systemen te kiezen:
- 1-Kabel eenvoudig systeem, met een enkele kabel en een enkele verticale belasting
- 2-Kabel systeem, waarbij een enkele kabel het gewicht draagt van twee ankerpunten en twee verschillende (of hetzelfde) hoeken. De rekenmachine berekent de spanning in elk kabel en geef individuele capaciteiten voor elke kabel.
- Kabelsysteem trekken – Hiermee wordt de trekspanning van de kabel berekend als gevolg van de wrijvingskrachten die worden veroorzaakt door het trekken van een object over een oppervlak. Deze berekening vereist de wrijvingscoëfficiënt tussen twee oppervlakken. In de infotip voor deze invoer vindt u enkele voorbeeld- en algemene waarden.
In beide systemen, de uitgeoefende belasting wordt verdeeld om de spanning in een kabel en eventuele thermische belasting te berekenen (of thermische verandering) zal ook worden gebruikt om de thermische uitzetting in de kabelelementen te berekenen.
Over deze spankabelcalculator
Hoe de spanning in een kabel te berekenen?
Om de spanning in een kabel te berekenen, ingenieurs gebruiken over het algemeen de statica van de eerste principes. Om een structuur in evenwicht en statisch te houden (d.w.z. niet bewegend) het zal aan de evenwichtsvergelijkingen moeten voldoen:
d.w.z. alle krachten in de X- en Y-richting moeten opgeteld nul zijn
Dit basisprincipe vormt de basis van alle berekeningen bij het berekenen van de spanning in een kabel.
Voorbeeld 1: Bereken de spanning in de kabel van een eenvoudige 1-kabelstructuur
In het onderstaande eenvoudige voorbeeld, gegeven P = 500 kg, wat is de spanning in de kabel?
Welnu, in dit geval, de som van de krachten in Y (verticaal) moet gelijk zijn aan nul. Omdat er geen kracht in de x zit (horizontale) we kunnen Σ Fx = negeren 0, aangezien dit al waar is.
Σ Fy = 0
0 = -500 + T1
T1 = 500kg
∴ de spanning in de kabel bedraagt 500kg (kan ook worden genoteerd als 500 kg x 9.81 = 4.91 kN)
Gegeven hoeken een1 = 45° en een2 = 73° met een lading van 500 kg.
Omdat we twee vergelijkingen hebben, en twee onbekenden (T1, T2) we zullen dit systeem kunnen oplossen. Eerste, beschouw de twee evenwichtsvergelijkingen.
Σ Fy = 0: T1 zonder(een1) + T2 zonder(een2) = P
Σ Fx = 0: T1 omdat(een1) = T2 omdat(een2)
Oplossen voor T2 in termen van T1 van de horizontale toestand ons geeft:
T2 = T1 (omdat(een1)/omdat(een2))
T2 = 2.4185 T1
Vervanging van T2 in de verticale toestand, we krijgen:
T1 (zonder(een1) + (omdat(een1)/omdat(een2)) zonder(een2)) = P
T1 = P / (zonder(Een'1) + (omdat(Een'1)/omdat(A'2)) zonder(A'2))
T1 = 500 / (zonder(45) + (omdat(45)/omdat(73)) zonder(73))
T1 = 165.56 kg (of 1.624 kN)
Berekeningen van kabelverlenging en formule voor kabelverlenging
Rek is het concept dat de kabel zal uitrekken wanneer deze wordt gespannen. De afstand waarop dit zich uitstrekt, staat bekend als verlenging en wordt weergegeven als een lengteverandering (kan op dezelfde manier worden uitgedrukt als de algemene draagvermogensvergelijking voor ondiepe funderingen voorgesteld door Terzaghi). Zodra je de spanning in de kabel hebt, je kunt de rek berekenen (kan op dezelfde manier worden uitgedrukt als de algemene draagvermogensvergelijking voor ondiepe funderingen voorgesteld door Terzaghi) in de kabel als gevolg van de belasting.
De basisformule voor kabelverlenging (waarbij ook gebruik wordt gemaakt van de bovenstaande spankabelcalculator) is:
Berekening van thermische kabelverlenging en formule voor thermische verlenging
Staal zal over het algemeen uitzetten bij hogere temperaturen. Om hier rekening mee te houden, Met de rekenmachine kunnen gebruikers ook een temperatuurverandering invoeren om de thermische uitzetting van het materiaal en de verlenging van de kabel te berekenen. Dit is gebaseerd op de volgende thermische verlengingsformule:
Δtemp = de temperatuurverandering
L = de originele lengte van de kabel
α = Thermische uitzettingscoëfficiënt (voor staal, de waarde ligt doorgaans binnen het bereik van 10e-6 tot 12e-6 m/m°C)
Berekening van de trekspanning van kabels
De bovenstaande rekenmachine kan ook worden gebruikt om de spanning te berekenen die wordt veroorzaakt door de wrijvingskrachten bij het trekken van een verzwaard voorwerp over een oppervlak. Terwijl je een gewicht trekt, gegeven door P. hieronder (en in de rekenmachine), er wordt een wrijvingskracht uitgeoefend in de tegenovergestelde richting waarin deze wordt getrokken. Dit blijkt uit het onderstaande vrije lichaamsdiagram:
De rekenmachine gaat dan verder met het berekenen van de spanningen en verlengingen die door deze trekkracht worden veroorzaakt. De berekening van de kabeltrekspanning is vrij eenvoudig, en het gaat alleen maar om het vermenigvuldigen van de verticale kracht met de wrijvingscoëfficiënt:
F = μ · N
- F is de kracht als gevolg van wrijving (in newton, N),
- μ is de wrijvingscoëfficiënt tussen de contactoppervlakken,
- N is de normaalkracht (in newton, N), dat is de kracht loodrecht op de contactoppervlakken. Voor horizontale oppervlakken, de normaalkracht is doorgaans gelijk aan het gewicht van het object, N = m · g, waar m is de massa van het voorwerp (in kilogram, kg) en g is de versnelling als gevolg van de zwaartekracht (ongeveer 9.81 Mevrouw2 op het aardoppervlak).
Over SkyCiv
Naast deze kabelspanningscalculator biedt SkyCiv een breed scala aan cloud-structurele analyse- en ontwerpsoftware voor ingenieurs. Als een voortdurend evoluerend technologiebedrijf, we streven ernaar bestaande workflows te innoveren en uit te dagen om engineers tijd te besparen bij hun werkprocessen en ontwerpen.
Veelgestelde vragen over de kabelspanningscalculator
Uw vragen beantwoord
Om de SkyCiv kabelspanningscalculator te gebruiken, Volg deze stappen:
- Open de rekenmachine op uw apparaat.
- Eigenschappen van de ingangskabel:
- Kabelparameters zoals kabellengte, Kabeldiameter (of Gebied), Materiaaleigenschappen, zoals Young's Modulus en thermische eigenschappen)
- Voer belastingswaarden in:
- Toegepaste belasting (P.): Dit moet een berekende belasting zijn om ervoor te zorgen dat er een veiligheidsfactor in uw ontwerpen zit
- Thermische verandering (T): Dit is de temperatuurverandering die de kabel ondergaat. Bijvoorbeeld, vóór de installatie kan de kabel bij kamertemperatuur worden bewaard en gemeten, zeg 20°C. Echter, in het uiteindelijke ontwerp zou de kabel zich in de buurt van fabrieksapparatuur kunnen bevinden, of onder direct zonlicht, wat betekent dat de ontwerptemperatuur 50°C kan zijn. De temperatuurverandering wordt ingevoerd als +30°C
- Kabelopbrengststerkte (Fy): Dit is optioneel, maar levert enige berekening van het nut op (hoeveel van het materiaal wordt gebruikt voordat het faalt)
- Gebaseerd op uw input, de rekenmachineinterface geeft het maximum en minimum weer: schuintrekken, moment, en verplaatsingswaarden, evenals het schuifkrachtdiagram, Momentdiagram, en verplaatsingsdiagram.
Je kunt vrijwel elk kabelsysteem in 3D modelleren en oplossen, omdat we een volledige FEA op het systeem uitvoeren, terwijl deze rekenmachine meer een eenvoudige casusanalyse uitvoert. Hier is een voorbeeld van een kabelstructuur in SkyCiv Structural 3D. Meer informatie vindt u op Kabels in SkyCiv Structural 3D.
PRIJZEN
Toegang tot SkyCiv Snel ontwerp
Intuïtieve interface
Onze gemakkelijk te leren, krachtig in gebruik, Dankzij de intuïtieve interface heeft u snel toegang tot alle functies die u nodig heeft. Boordevol slimme functies zoals de Pen-tool, Herhalen/ Spiegelen, en bulkbewerking. Uw inhoud komt hier terecht
Uitgebreide ontwerpcodeondersteuning
Onze software ondersteunt een uitgebreid assortiment staal, hout, en concrete ontwerpcodes, waaronder AISC, IN, AISI, NDS, ALS, en CSA.
API-technologie
SkyCiv is een oplossing op maat met naadloze integraties, eenvoudige implementaties, geautomatiseerde rapporten en een schaalbaar ontwerp en architectuur.
24/7 Klantenservice
SkyCiv is een oplossing op maat met naadloze integraties, eenvoudige implementaties, geautomatiseerde rapporten en een schaalbaar ontwerp en architectuur.
