Справочник по свободной длине, Стройность и определение K
Инструмент SkyCiv для 3D-моделирования и анализа, Структурное 3D, Инструмент SkyCiv для 3D-моделирования и анализа, но он также поддерживает анализ устойчивости, что иногда может быть второстепенным в процессе проектирования конструкций.. Инструмент SkyCiv для 3D-моделирования и анализа, и как это выглядит в SkyCiv Structural 3D. Хотя существуют и другие формы коробления, например, продольное изгибание при кручении., коробление пластин, и т.п., в этой статье будет строго рассматриваться изгиб в сжатых элементах..
коробление Инструмент SkyCiv для 3D-моделирования и анализа, которые обычно являются столбцами. Рассмотрим простой пример банки с газировкой. – когда банка сжимается с любого конца, с заданной силой, произойдет внезапное отклонение, и она в какой-то момент схлопнется сама по себе по длине банки.. Это связано с появлением коробления.. Для конструктивных элементов, этот режим отказа необходимо учитывать, так как это может иметь тяжелые последствия для структурной целостности всей конструкции.
Коэффициент гибкости
Элементы, в которых изгиб становится определяющим механизмом разрушения, обычно длинные и тонкие по сравнению с их поперечным сечением.. Мы используем так называемый коэффициент гибкости, чтобы описать, как “стройный” член. Коэффициент гибкости - это быстрый и довольно простой коэффициент для расчета явления потери устойчивости, возникающей в элементе сжатия.. Он определяется как:
коэффициент гибкости = KL / r
куда К коэффициент эффективной длины, L Инструмент SkyCiv для 3D-моделирования и анализа р это радиус вращения. Инструмент SkyCiv для 3D-моделирования и анализа KL известна просто как эффективная длина. Радиус инерции находится как:
r = sqrt(Ig / Ag)
Заметка: В качестве приближений, Инструмент SkyCiv для 3D-моделирования и анализа r = 0,3 ч для квадратного и прямоугольного сечения, и r = 0,25 ч для круглых сечений.
Управление незакрепленными длинами и ограничениями в программном обеспечении
Свободная длина (неподдерживаемая длина) это наибольшее расстояние по стержню между точками раскоса, или точки, в которых элемент закреплен от прогиба в заданном направлении. Так, для отдельно стоящей колонны, свободная длина будет соответствовать полной высоте / длине. Во многих случаях, Инструмент SkyCiv для 3D-моделирования и анализа укрепляющий Инструмент SkyCiv для 3D-моделирования и анализа. Для двух осей стержней рассматриваются две ключевые длины раскосов.. В программе SkyCiv, мы называем их Lz (большая ось) и Ли (малая ось). Они предварительно заполнены в программе и могут быть изменены в члены таблица в модулях Member Design:
Например, нижний столбец имеет полную длину 20 футов, Инструмент SkyCiv для 3D-моделирования и анализа в обоих осевых направлениях Инструмент SkyCiv для 3D-моделирования и анализа, так как есть балка, раскрепляющая с обоих направлений, она находится в середине колонны.
В модулях SkyCiv Design — Дизайн участников и дизайн RC — Инструмент SkyCiv для 3D-моделирования и анализа члены Таблица. Инженеры могут настраивать и манипулировать этими значениями вручную, если возникнут какие-либо нестандартные ситуации или будут сделаны особые предположения..
Фактор эффективной длины
Теперь, когда мы знаем, какова свободная длина члена, Инструмент SkyCiv для 3D-моделирования и анализа. В SkyCiv Structural 3D, эффективная длина стержня определяется во время анализа потери устойчивости, где собственное значение каждого элемента вычисляется для определения критических сил потери устойчивости..
Это в основном означает, что решатель найдет эффективную длину элемента на основе анализа методом конечных элементов.. тем не мение, эмпирические значения K обычно используются на практике и могут быть выведены из обычно видимой таблицы ниже.
Эффективная длина (К) коэффициент сжатия элемента зависит от условий опоры на каждом конце. Чем выше коэффициент K, Инструмент SkyCiv для 3D-моделирования и анализа, и наоборот. Глядя на таблицу ниже, мы можем увидеть коэффициенты эффективной длины для общих ситуаций поддержки с колоннами, или другие сжимающие элементы:
Устойчивость к устойчивости
Теперь, когда мы можем описывать элементы, используя коэффициент гибкости, как на самом деле проверяется изгиб? Критическое напряжение, при котором член изгибается и, по сути,, Инструмент SkyCiv для 3D-моделирования и анализа Формула Эйлера показано ниже:
Где мы видим в знаменателе эффективную длину, а модуль упругости и момент инерции сечения в числителе. Это говорит нам о том, что чем меньше эффективная длина секции, а также чем выше момент инерции оси анализа, приведет к более высокой критической нагрузке, которая приведет к изгибу элемента.
Потому что большинство участников не полностью симметричны во всех направлениях., члены обычно анализируются в обоих основных направлениях раздела. В SkyCiv Structural 3D, главными направлениями будут оси Y и Z элемента, что соответствует вертикальной и горизонтальной оси сечения, соответственно, когда смотришь на него в плоскости.
Все ли стержни необходимо проверять на изгиб?
Изгибание - это очень уникальный тип отказа., и не следует забывать или списывать, но есть несколько положений и общих практик в отрасли, которые позволяют инженерам не рассматривать коробление как метод отказа., Потому что большинство участников не полностью симметричны во всех направлениях.. Эти условия зависят от модуля упругости элемента., и поэтому материал.
Если столбец считается “длинный”, тогда он подвержен короблению, и его следует проверить. В противном случае, столбцы считаются “короткая” или “средний” в таком случае, коробление менее опасно. Классификация членов как коротких, средний, или долго, выполняется с использованием коэффициента гибкости, который мы вычислили ранее.
Для стальных стержней, коэффициент стройности ниже 50 можно считать “короткая”. Коэффициент гибкости больше, чем 200 сообщает нам, что член “длинный”, и коробление из-за сжимающих сил следует учитывать. Члены с коэффициентами гибкости между этими двумя значениями считаются “средний”, где должна использоваться инженерная оценка.
Для конкретных членов, в “короткая” и “длинный” Обозначение отсечки происходит при коэффициенте гибкости 10.
Для деревянных элементов, изгиб более уникален, так как сам материал не изотропный (прочность материала варьируется). тем не мение, в большинстве случаев, деревянные элементы с коэффициентом гибкости ниже 10 можно считать “короткая”.
В общем и целом, проверка довольно простая и быстрая, поэтому большинство инженеров высказывают осторожность. К счастью, в SkyCiv Structural 3D, когда пользователи ставят в очередь анализ устойчивости, эти проверки выполняются для каждого члена за долю времени..
Пользовательские ограничения участников
Некоторые из наших новых дизайнерских модулей имеют функцию, называемую Ограничения что позволит пользователям вводить фиктивные или псевдоограничители для более точных проектных расчетов.. Они доступны на AS4100. – 2020 и АС 4600 – 2018 Модули дизайна.
Каждому участнику дается идентификатор ограничения по умолчанию. Пользователи могут связывать похожих участников (одинаковая длина, тот же раздел) с одним идентификатором ограничения для организации похожих участников и предотвращения многократного ввода данных. Это можно сделать автоматически с помощью Авто Группа кнопка – который будет сканировать вашу модель и назначать аналогичные элементы с тем же идентификатором ограничения.
Добавление ограничений
По умолчанию, программное обеспечение автоматически обнаружит точки соединения и создаст начало/конец и любые промежуточные ограничения, если они существуют. В приведенном выше примере, единственный элемент соединен с двумя другими элементами в средней точке, таким образом, таблица ограничений показывает ограничение в начальной/конечной и средней точках., с соответствующими кодами ограничений (например, в приведенной ниже таблице он полностью закреплен на концах для сильного сжатия, но может свободно вращаться в средней точке):
Чтобы добавить псевдоограничения (ограничения не моделируются), введите расстояние между ними в виде списка, разделенного запятыми. Например. Для 6 м длинный член, 1.5,1.5,1.5 добавил бы ограничений на 1.5, 3, и 4.5. альтернативно, вы можете использовать оператор умножения для ввода той же информации. Например. 3*1.5 добавил бы 3 промежуточные ограничения с 1.5 интервал (1.5, 3, 4.5). Вы также можете использовать < оператор, который добавит столько ограничений, сколько может поместиться вдоль элемента, уменьшив начальный и конечный интервалы. Например <1.5 также добавил бы ограничения на 1.5, 3, 4.5
Как и в случае с нашей поддержкой и членством коды фиксации, F = фиксированный и R = освобожденный. Для простоты использования, были предоставлены четкие и полезные информационные советы:
в заключение, пользователи могут переопределять или автоматически обновлять определенные ограничения с помощью простых графических представлений. Например, если я хочу переопределить ограничение средней точки полным фиксированным ограничением (с точки зрения большой компрессии), Я могу поставить галочку на этом ограничении и щелкнуть полностью исправленную иконку. Ячейка изменится и будет выделена синим цветом, чтобы отразить это изменение.:
в заключение, если я хочу полностью отменить ограничения, и не использовать эти коды исправления, Я могу указать Lz и Kz для всего члена, для использования в этом расчете
Просмотр отчета о расчетах, мы можем видеть, что сейчас используется в расчетах:
пример
Допустим, вы хотите ограничить верхнюю полку элемента, если вы хотите ограничить верхнюю полку., Я думаю, вы бы “F” на первом входе. Вы можете добавить ограничение в этом месте, тогда в разделе «Боковая торсионная колонна» вы получите код FRRR., указывает на фиксированный верхний фланец Z и освобождается снизу, Поворот секции и вращение стержня (см. изображение ниже). Или если вы хотите полностью исправить все эти, вы бы ввели FFFF.
(Обратите внимание 4 значения в левом нижнем углу)
Непрерывные ограничения также могут контролироваться последней колонкой. непрерывный где эти ограничения будут применяться вдоль элемента до следующей точки ограничения. Так например, если вы добавили непрерывное сдерживание к Вершина это удержало бы верхний фланец от точки 2 В точку 3 в приведенном ниже примере. Это будет отображаться графически в графическом интерфейсе:
В этом примере, член полностью сдержан во всех направлениях (фланцы, сеть и все) в начале члена (х=0). Затем происходит частичное боковое сдерживание в средней точке. (обозначается SSRR), так как он непрерывен на верхнем фланце, частичное ограничение будет продолжаться от x = 5.099 к х = 10,198.
Программное обеспечение для проектирования участников SkyCiv
Чтобы узнать больше обо всех функциях программного обеспечения SkyCiv Member Design, нажмите кнопку ниже!
