Qu'est-ce que l'analyse du faisceau?

Les poutres sont utilisées tout autour de nous dans de nombreuses applications d'ingénierie mécanique et structurelle.Ils sont couramment utilisés pour créer une fondation ou un support interne pour une structure plus grande, comme un bâtiment ou un pont.L'analyse des faisceaux est une technique utilisée pour concevoir adéquatement les faisceaux pour résister aux forces et à la contrainte tout en minimisant le poids du faisceau, les exigences de l'espace et le coût des matériaux.Les faisceaux incorrectement conçus peuvent échouer prématurément et avoir des effets catastrophiques.

L'analyse du faisceau nécessite une combinaison de génie mécanique, de principes de conception et de propriétés des matériaux.Le processus implique généralement des facteurs, notamment les types de forces qui seront appliqués, la portée entre les supports, la forme du faisceau, le matériau et la conception des joints pour permettre à un faisceau d'être connecté mécaniquement à d'autres membres structurels.Différents types de conceptions de faisceaux sont basés sur les configurations de chargement et de montage.Par exemple, les poutres en porte-à-faux sont prises en charge à une extrémité et nécessitent une conception différente de celle des poutres simples, qui sont prises en charge aux deux extrémités.

Les poutres peuvent être construites en utilisant un seul matériau, comme l'acier au carbone.Ils peuvent également être construits comme une structure composite ou laminée constituée de nombres variables de différentes couches de matériaux.La construction d'un faisceau influencera sa flexion et sa déviation lors de sa charge.La déviation d'un faisceau dépend de sa longueur, de sa prise en charge, de sa forme transversale, du matériau et où la force de déviation est appliquée.L'analyse du faisceau déterminera la quantité de flexion et de déviation.

Jusqu'à récemment, des méthodes manuelles utilisant des diagrammes de force et une série d'équations mathématiques complexes étaient nécessaires pour l'analyse du faisceau.Aujourd'hui, cette procédure est généralement terminée à l'aide d'un logiciel d'ingénierie conçu pour accepter les données d'entrée et déterminer une conception de faisceau pour répondre aux critères de performance.Ces programmes effectuent une analyse mathématique des contraintes et des déviations du faisceau, et créent également des diagrammes montrant les distributions de contraintes dans le faisceau dans diverses conditions de chargement.Le logiciel d'analyse du faisceau utilise une méthode de calcul connue sous le nom d'analyse par éléments finis (FEA).

Une considération importante dans l'analyse du faisceau est la marge de sécurité ou Facteur de sécurité .La plupart des poutres ont un facteur de sécurité qui sert à surdimensionner le faisceau en cas de chargement ou d'autres facteurs qui ne peuvent pas être prédits dans la conception du faisceau.Un facteur de sécurité excessif entraînera une conception de faisceau qui est plus grande que nécessaire, provoquant des problèmes de poids possibles et des coûts de fabrication plus élevés.Le logiciel d'analyse des faisceaux peut analyser différentes formes et matériaux de faisceau, pour permettre à l'utilisateur d'évaluer les options et de sélectionner une conception de faisceau finale qui optimise le rapport entre le coût et les fonctionnalités.