SkyCiv 刚度方法计算器
SkyCiv 刚度方法计算器实现了求解单杆面内结构的刚度方法 (梁和桁架构件). 刚度矩阵计算器提供局部轴和全局轴的刚度矩阵的细分. 对于梁单元, 刚度法计算器将计算已知力, 移位, 以及基于截面属性的每个自由度对应的刚度条目, 负载, 和边界条件, 由此, 该工具将矩阵和矢量组合起来，最终求解系统以获得未知的位移和反应. 该计算器可用作学习求解结构的刚度方法时获得的刚度矩阵的比较来源.
什么是刚度法?
对于结构工程师来说，刚度法是结构分析的重要工具. 刚度法用于确定位移, 光束的内焦点和反应, 桁架, 和结构中的框架构件. 刚度方法包括多个步骤. 这些步骤包括:
- 离散化 其中结构被分为“离散”或更小的元素，如梁或桁架.
- 局部刚度矩阵创建 其中为每个元素创建一个刚度矩阵.
- 全局刚度矩阵创建 其中全局刚度矩阵代表整个结构.
- 加载向量创建 其中外力表示为施加到结构上的矢量.
- 位移矢量创建 其中最初所有位移均假设为零并以向量表示.
- 平衡求解 其中平衡方程是用全局刚度矩阵导出的, 位移矢量, 和载荷向量.
- 解决和反应 其中求解方程组以获得每个节点的位移，然后用于确定支撑处的反作用力.
什么是刚度矩阵?
刚度矩阵是一个矩阵，以数学方式表示每个结构元素中所施加的力和位移之间的关系. 刚度矩阵是有限元方法的基础 (五) 和刚度法.
局部刚度矩阵和全局刚度矩阵有什么区别?
局部刚度矩阵特定于结构内的各个元素. 相反，全局刚度矩阵处理整个结构.
何处使用刚度方法计算器?
刚度矩阵在各种工程环境中都很有用. 这些背景包括:
- 在 结构工程, 刚度矩阵用于有限元分析 (丑陋) 分析复杂结构并将结构划分为更小的成员元素. 然后可以解决这些问题以确定结构的整体刚度和行为.
- 在 航空航天工程, 刚度矩阵可用于评估不同飞机部件的结构完整性，这对于确保飞机部件在飞行过程中的完整性和安全性至关重要.
- 在 汽车和机械工程, 刚度矩阵可用于建模和分析包括齿轮在内的组件, 斯普林斯, 或框架.
- 在 土木工程, FEA 和刚度矩阵用于评估地基和挡土墙结构岩土工程过程中土壤-结构相互作用的稳定性和变形.
刚度矩阵计算器有何用处?
刚度矩阵计算器对于学习求解结构的刚度方法的学生很有用, 作为比较的来源. 借助 SkyCiv Structural 3D 等 FEA 软件并使用刚度矩阵计算器，学生或工程师可以计算局部和全局刚度矩阵以及每个元素的变换矩阵，以便将它们与计算结果进行比较. 刚度矩阵计算器在报告中的每个矩阵旁边还有一个复制按钮，以便可以将结果直接粘贴到外部电子表格中.
计算器常见问题解答
刚度矩阵计算器支持哪些力?
计算器仅支持垂直点载荷, 但通过为每个自由度实施固定力，它可以轻松扩展到其他载荷, 组装和解决方案保持不变.
计算器是否支持多成员结构?
没有, SkyCiv 刚度方法计算器目前仅支持单杆结构.
我可以将矩阵复制到电子表格中进行比较吗?
是的, 报告中每个矩阵旁边, 有一个复制矩阵按钮，可以将矩阵复制到剪贴板.
我可以用这个解决一个完整的结构吗?
是的, 对于单框架元素.
我可以用这个解决桁架问题吗?
没有, SkyCiv 刚度方法计算器将仅提供构件的局部和全局刚度矩阵.
支持哪些横截面?
SkyCiv 刚度矩阵计算器支持矩形, 圆, I 形和定制 (需要直接进入区域和惯性) 交叉区域.
我可以获得倾斜构件的刚度矩阵吗?
是的, 您只需定义相对于地平线逆时针方向的杆件倾角.
