Hvad er stråleberegning?

Beregning af stråle er måling af stress og afbøjning af en strukturel stråle, når der påføres en given belastning på den.Mange faktorer bidrager til en stråles kapacitet til at modstå bøjning, såsom egenskaber ved bjælken, belastningen og understøttelserne.Beregning af belastningsfortrængningen af en enkelt bjælke ved hjælp af Euler-Bernoulli Beam-ligningen er ligetil, men i de fleste praktiske anvendelser bruges stråle-software.Beamberegninger bruges til at sikre sikkerhed og undgå overbygning i en række forskellige discipliner, såsom konstruktion og luftfart.Strukturens æstetiske kvalitet.Hele disciplinen inden for strukturteknik er viet til denne analyse og design, hvilket sikrer, at tag ikke kollapser under vægten af sne, at underjordiske parkeringsbarager er sikre, når trafik driver overhead, og at skyskrabere, der er bygget langs fejllinjer, opfylder jordskælvets sikkerhedskrav.Beamberegning har også sine anvendelser inden for maskinteknik, når man tester belastningsmodstanden for individuelle dele af en maskine, såsom belastningen, som en flyvinge kan modstå, før de udvikler potentielt farlige spændinger.Endelig skal arkitekter overveje stråle deformation, når de bygger og renoverer huse med post- og bjælkekonstruktion, og når man overvejer den visuelle påvirkning af hængende gulve, tag og balkoner.

En af de vigtigste faktorer, når man beregner en bjælkesbelastningskapacitet, er valget afMaterialer.Typisk er bjælker lavet af træ, stål, armeret beton eller aluminium.Hvert materiale har en anden tendens til at deformere elastisk, kaldet elasticitetsmodulet, der henviser til materialets evne til at springe tilbage på plads.På sit udbyttepunkt vil materialet deformeres plastisk og opretholde deformationen, efter at den påførte kraft er fjernet.

Strålens tværsnitsform er den anden egenskab, der overvejes i stråleberegning.Bjælker kan være rektangulære, runde eller huler samt have mange typer flankerende, såsom I-bjælker, Z-bjælker eller T-bjælker.Hver form har et andet inerti -øjeblik, også kendt som andet øjeblik i området, der forudsiger en bjælkes stivhed.

Kraften pr. Enhedslængde er en anden parameter, der bruges i stråleberegning, og den er afhængig af belastningstypen.Døde belastninger er simpelthen strukturen af strukturen, og pålagt eller levende belastninger er de kræfter, som strukturen vil blive udsat for med mellemrum, såsom sne, trafik eller vind.De fleste belastninger er statiske, men særlig opmærksomhed skal rettes mod dynamiske belastninger, jordskælv, bølger og orkaner, der gentagne gange anvender kraft i en udvidet varighed.En belastning kan distribueres, typisk ensartet eller asymmetrisk, såsom snefald eller en bunke med snavs.Det kan også være koncentreret på et tidspunkt, centralt eller med forskellige intervaller.

Grænsevilkårene for stråleberegning afhænger af strålestøttetypen.En bjælke kan simpelthen understøttes i begge ender, som en gulvbjælke mellem to bærende vægge.Det kan være udkraget eller understøttet i den ene ende som en balkon eller en flyvinge.Grænseforholdene gælder for alle punkter langs bjælkernes længde.

Forholdet mellem en stråles afbøjning og en statisk belastning er beskrevet af Euler-Bernoulli Beam-ligningen.En anden ligning, Euler-Lagrange Beam-ligningen, beskriver dette forhold for en dynamisk belastning, men på grund af kompleksiteten af dens anvendelse bruges statiske tilnærmelser typisk.Afbøjningen, bøjningsmomenter og forskydningsstyrke af en stråle, der får en påført belastning, kan afledes.I en praktisk indstilling bruges belastningsdiagrammer til at opsummere disse oplysninger, og de viser almindelige materialer, der opfylder sikkerhedskravene tilr en kendt belastning.For mere komplicerede applikationer er bjælkeberegner let tilgængelige på firmasider og som tilføjelser til computerstøttet design (CAD) software.