Calculadora do método de rigidez SkyCiv
A calculadora do método de rigidez SkyCiv implementa o método de rigidez para resolver estruturas no plano de membro único (membros de viga e treliça). A calculadora da matriz de rigidez fornece um detalhamento da matriz de rigidez para eixos locais e globais. Para elementos de viga, a calculadora do método de rigidez calculará a força conhecida, deslocamento, e entradas de rigidez correspondentes a cada grau de liberdade com base nas propriedades da seção, as cargas, e as condições de contorno, disto, a ferramenta montará a matriz e o vetor e finalmente resolverá o sistema para obter os deslocamentos e reações desconhecidos. A calculadora é útil como fonte de comparação para as matrizes de rigidez obtidas ao aprender o método de rigidez para resolver estruturas.
Qual é o método de rigidez?
Para engenheiros estruturais, o método de rigidez é uma ferramenta vital para análise estrutural. O método de rigidez é usado para determinar os deslocamentos, foco interno e reação do feixe, treliça, e membros de estrutura em uma estrutura. O método de rigidez inclui várias etapas. Essas etapas incluem:
- Discretização onde a estrutura é dividida em elementos “discretos” ou menores, como vigas ou treliças.
- Criação de Matriz de Rigidez Local onde uma matriz de rigidez é criada para cada elemento.
- Criação da Matriz Global de Rigidez onde a matriz de rigidez global representa toda a estrutura.
- Carregar criação de vetor onde as forças externas são representadas como um vetor a ser aplicado à estrutura.
- Criação de vetores de deslocamento onde inicialmente todos os deslocamentos são assumidos como zero e representados em um vetor.
- Resolução de Equilíbrio onde as equações de equilíbrio são derivadas com a matriz de rigidez global, o vetor de deslocamento, e o vetor de carga.
- Resolução e reações onde os sistemas de equações são resolvidos para obter os deslocamentos de cada nó e depois usados para determinar a reação nos apoios.
O que é uma matriz de rigidez?
A matriz de rigidez é uma matriz que representa matematicamente a relação entre as forças aplicadas e os deslocamentos encontrados em cada elemento estrutural. Matrizes de rigidez são fundamentais para o Método dos Elementos Finitos (CINCO) e o Método da Rigidez.
Qual é a diferença entre a matriz de rigidez local e global?
A matriz de rigidez local é específica para os elementos individuais dentro de uma estrutura. Por outro lado, a matriz de rigidez global trata de toda a estrutura.
Onde usar uma calculadora de método de rigidez?
Matrizes de rigidez são úteis em vários contextos de engenharia. Esses contextos incluem:
- No Engenharia estrutural, matrizes de rigidez são usadas na análise de elementos finitos (FEIO) para analisar estruturas complexas e dividir a estrutura em elementos de membros menores. Estes podem então ser resolvidos para determinar a rigidez geral e o comportamento de uma estrutura..
- No Engenharia aeroespacial, matrizes de rigidez são úteis para avaliar a integridade estrutural de diferentes componentes da aeronave, o que é fundamental para garantir a integridade e segurança dos componentes da aeronave durante o voo.
- No engenharia automotiva e mecânica, uma matriz de rigidez pode ser usada para modelar e analisar componentes, incluindo engrenagens, molas, ou quadros.
- No Engenharia Civil, FEA e matrizes de rigidez são usadas para avaliar a estabilidade e deformação da interação solo-estrutura durante a engenharia geotécnica para estruturas de fundações e muros de contenção.
Como uma calculadora de matriz de rigidez é útil?
A calculadora da matriz de rigidez é útil para alunos que estão aprendendo o método de rigidez para resolver estruturas, como fonte de comparação. Juntamente com o software FEA, como o SkyCiv Structural 3D, e usando a Calculadora da Matriz de Rigidez, estudantes ou engenheiros podem calcular a matriz de rigidez local e global, bem como a matriz de transformação de cada elemento, para que possam compará-las com o que calcularam.. A Calculadora de Matriz de Rigidez também possui um botão de copiar próximo a cada matriz do relatório para que os resultados possam ser colados diretamente em uma planilha externa.
Perguntas frequentes sobre calculadora
Quais forças são suportadas pela calculadora da matriz de rigidez?
A calculadora suporta apenas cargas pontuais verticais, mas pode ser facilmente extensível a outras cargas, implementando as forças fixas para cada grau de liberdade, a montagem e solução permanecem as mesmas.
A calculadora suporta estruturas com vários membros?
Não, a calculadora do método de rigidez SkyCiv suporta apenas estruturas de membro único a partir de agora.
Posso copiar as matrizes para uma planilha para comparação?
sim, ao lado de cada matriz no relatório, existe um botão copiar matriz que irá copiar a matriz para a área de transferência.
Posso resolver uma estrutura completa usando isso?
sim, para elementos de quadro único.
Posso resolver treliças com isso?
Não, a calculadora do método de rigidez SkyCiv fornecerá apenas as matrizes de rigidez local e global do membro.
Quais seções transversais são suportadas?
A calculadora de matriz de rigidez SkyCiv suporta retângulo, Circular, Formato I e personalizado (requer entrar na área e inércia diretamente) cruzamentos.
Posso obter a matriz de rigidez para barras inclinadas?
sim, você só precisa definir a inclinação da barra no sentido anti-horário em relação ao horizonte.
