Для расчета напряжения в кабеле, инженеры обычно используют основные принципы статики. Чтобы конструкция находилась в равновесии и статике (т.е.. не двигаюсь) ему необходимо будет удовлетворить уравнения равновесия:

Σ Fy = 0
Σ Fx = 0

т.е.. все силы в направлении X и Y должны быть в сумме равны нулю.

Этот основной принцип лежит в основе всех расчетов при определении натяжения кабеля..

В приведенном ниже простом примере, учитывая P = 500 кг, какое напряжение в кабеле?

Ну в этом случае, сумма сил в Y (вертикальный) должно быть равно нулю. Поскольку в x нет силы (горизонтальный) мы можем игнорировать Σ Fx = 0, поскольку это уже правда.

Σ Fy = 0
0 знак равно -500 + Т1
Т1 = 500 кг
∴ натяжение троса 500кг. (также можно отметить как 500 кг x 9.81 знак равно 4.91 кН)

Даны углы а ₁ = 45° и а ₂ = 73° с грузом 500 кг.

Поскольку у нас есть два уравнения, и двое неизвестных (Т1, Т2) мы сможем решить эту систему. Первый, рассмотрим два уравнения равновесия.

Σ Fy = 0: T₁ без(а ₁) + T₂ без(а ₂) = П
Σ Fx = 0: T₁ потому что(а ₁) = Т₂ потому что(а ₂)

Решение для Т₂ с точки зрения Т₁ из горизонтального состояния дает нам:

T₂ = Т₁ (потому что(а ₁)/потому что(а ₂))
T₂ знак равно 2.4185 T₁

Замена Т₂ в вертикальное состояние, мы получили:

T₁ (без(а ₁) + (потому что(а ₁)/потому что(а ₂)) без(а ₂)) = П
T₁ = П / (без(А'1) + (потому что(А'1)/потому что(А'2)) без(А'2))
T₁ знак равно 500 / (без(45) + (потому что(45)/потому что(73)) без(73))

T₁ знак равно 165.56 кг (или 1.624 кН)

Удлинение — это концепция, согласно которой трос растягивается при натяжении.. Расстояние, на которое оно растягивается, известно как удлинение и представлено как изменение длины. (можно выразить аналогично общему уравнению несущей способности мелкозаглубленных фундаментов, предложенному Терзаги). Как только у вас появится натяжение троса, вы можете рассчитать удлинение (можно выразить аналогично общему уравнению несущей способности мелкозаглубленных фундаментов, предложенному Терзаги) в кабеле из-за нагрузки.

Основная формула удлинения кабеля (который также используется в приведенном выше калькуляторе натяжения кабеля.) является:

Сталь обычно расширяется при более высоких температурах.. Чтобы учесть это, калькулятор также позволит пользователям вводить изменение температуры для расчета теплового расширения материала и удлинения кабеля.. Это основано на следующей формуле термического удлинения:

Δtemp = изменение температуры
L = исходная длина кабеля
α = коэффициент теплового расширения (для стали, значение обычно находится в диапазоне от 10e-6 до 12e-6 м/м°C.)

Приведенный выше калькулятор также можно использовать для расчета натяжения, вызванного силами трения при протягивании тяжелого объекта по поверхности.. Когда вы тянете вес, предоставлено п ниже (и в калькуляторе), сила трения прикладывается в направлении, противоположном направлению тяги. Это видно из приведенной ниже диаграммы свободного тела.:

Затем калькулятор приступит к расчету напряжений и удлинений, вызванных этой силой натяжения.. Расчет натяжения троса довольно прост., и просто включает в себя умножение вертикальной силы на коэффициент трения.:

F = мкм · Н

• F это сила трения (в ньютонах, N),
• μ коэффициент трения между контактирующими поверхностями,
• N это нормальная сила (в ньютонах, N), которая представляет собой силу, перпендикулярную соприкасающимся поверхностям. Для горизонтальных поверхностей, нормальная сила обычно равна весу объекта, Н = м · г, где м это масса объекта (в килограммах, кг) и грамм это ускорение свободного падения (примерно 9.81 РС² на поверхности Земли).

• Калькулятор потери устойчивости колонны
• Калькулятор матрицы жесткости
• Калькулятор модуля Юнга
• Калькулятор коэффициента Пуассона
• Калькулятор пролета балки пола

Помимо этого калькулятора натяжения кабеля, SkyCiv предлагает широкий спектр облачного программного обеспечения для структурного анализа и проектирования для инженеров.. Как постоянно развивающаяся технологическая компания, мы стремимся к инновациям и стимулированию существующих рабочих процессов, чтобы сэкономить время инженеров в их рабочих процессах и проектах.

Использование калькулятора натяжения кабеля SkyCiv, Следуй этим шагам:

1. Откройте калькулятор на своем устройстве.
2. Свойства входного кабеля:
   • Параметры кабеля, такие как длина кабеля, Диаметр кабеля (или Площадь), Свойства материала, такие как модуль Юнга и тепловые свойства.)
3. Входные значения нагрузки:
   • Приложенная нагрузка (п): Это должна быть учтенная нагрузка, чтобы обеспечить в ваших проектах запас прочности.
   • Термическое изменение (T): Это изменение температуры, которому подвергается кабель.. Например, перед установкой кабель можно хранить и измерять при комнатной температуре., скажем 20°C. тем не мение, в окончательном проекте кабель может находиться рядом с оборудованием завода, или под прямыми солнечными лучами, что означает, что расчетная температура может составлять 50°C.. Изменение температуры будет введено как +30°C.
   • Предел текучести кабеля (Фу): Это необязательно, но обеспечит некоторый расчет полезности. (сколько материала используется до того, как он выйдет из строя)
4. На основе ваших данных, интерфейс калькулятора отобразит максимум и минимум: сдвиг, момент, и значения смещения, а также диаграмма поперечной силы, Диаграмма моментов, и диаграмма смещения.

SkyCiv имеет полнофункциональное программное обеспечение для структурного анализа под названием SkyCiv Structural 3D., который поддерживает анализ контактной сети. Это элементы конструкции, которые нелинейны и растягиваются только при больших перемещениях.. Они не способны выдерживать изгибающие или сдвигающие силы., но способен нести нагрузку на растяжение.

Вы можете смоделировать и решить практически любую кабельную систему в 3D., поскольку мы проводим полную АЭД в системе, тогда как этот калькулятор выполняет скорее простой анализ случая. Вот пример кабельной конструкции в SkyCiv Structural 3D.. Узнайте больше на Кабели в SkyCiv Structural 3D.