Qu'est-ce que le calcul du faisceau?

Le calcul du faisceau est la mesure de la contrainte et de la déviation d'un faisceau structurel lorsqu'une charge donnée lui est appliquée.De nombreux facteurs contribuent à la capacité d'un faisceau à résister à la flexion, tels que les caractéristiques du faisceau, la charge et les supports.Le calcul du déplacement de charge d'un seul faisceau à l'aide de l'équation du faisceau Euler-Bernoulli est simple, mais dans la plupart des applications pratiques, le logiciel de faisceau est utilisé.Les calculs de faisceau sont utilisés pour assurer la sécurité et éviter la surdication dans une variété de disciplines telles que la construction et l'aéronautique.

Il est nécessaire de calculer la capacité de charge du faisceau afin de construire des structures avec les matériaux les plus légers et les plus peu coûteux tout en répondant aux besoins de sécurité et en maintenantQualité esthétique de la structure.L'ensemble de la discipline de l'ingénierie structurelle est consacré à cette analyse et à cette conception, garantissant que les toits ne s'effondrent pas sous le poids de la neige, que les garages de stationnement souterrains sont sûrs lorsque la circulation entraîne la tête et que les gratte-ciel construits le long des lignes de faille répondent aux exigences de sécurité des tremblements de terre.Le calcul du faisceau a également ses applications en génie mécanique, lors du test de la résistance à la charge de parties individuelles d'une machine, comme la charge qu'une aile d'avion peut résister avant de développer des contraintes potentiellement dangereuses.Enfin, les architectes doivent considérer la déformation du faisceau lors de la construction et de la rénovation des maisons avec une construction de poteaux et de faisceaux et lors de l'examen de l'impact visuel des planchers, des toits et des balcons affaissés.matériaux.En règle générale, les poutres sont en bois, en acier, en béton armé ou en aluminium.Chaque matériau a une tendance différente à se déformer élastiquement, appelée module d'élasticité, qui fait référence à la capacité du matériau à remonter en place.À son point de rendement, le matériau se déformera plastiquement, en maintenant la déformation après la suppression de la force appliquée.

La forme en coupe transversale du faisceau est la deuxième caractéristique qui est considérée dans le calcul du faisceau.Les faisceaux peuvent être rectangulaires, ronds ou creux, ainsi que de nombreux types de flanquant, tels que des faisceaux en I, des poutres Z ou des faisceaux en T.Chaque forme a un moment d'inertie différent, autrement connu sous le nom de deuxième moment de surface, qui prédit la rigidité d'un faisceau.

La force par unité est un autre paramètre utilisé dans le calcul du faisceau, et il dépend du type de charge.Les charges mortes sont simplement le poids de la structure, et les charges imposées ou vivantes sont les forces auxquelles la structure sera exposée par intermittence, comme la neige, le trafic ou le vent.La plupart des charges sont statiques, mais une attention particulière doit être accordée aux charges dynamiques, des tremblements de terre, des vagues et des ouragans, qui appliquent de manière répétitive la force pour une durée prolongée.Une charge peut être distribuée, généralement uniformément ou asymétriquement, comme les chutes de neige ou un tas de saleté.Il pourrait également être concentré en un point, au centre ou à divers intervalles.

Les conditions aux limites du calcul du faisceau dépendent du type de support du faisceau.Une poutre peut simplement être prise en charge aux deux extrémités, comme une solive de plancher entre deux murs de chargement.Il peut être en porte-à-faux ou soutenu à une extrémité, comme un balcon ou une aile d'avion.Les conditions aux limites s'appliquent à tous les points le long de la longueur des faisceaux.

La relation entre la déviation d'un faisceau et une charge statique est décrite par l'équation du faisceau d'Euler-Bernoulli.Une autre équation, l'équation du faisceau d'Euler-Lagrange, décrit cette relation pour une charge dynamique, mais en raison de la complexité de son application, des approximations statiques sont généralement utilisées.La déviation, les moments de flexion et la force de cisaillement d'un faisceau étant donné une charge appliquée peuvent être dérivées.Dans un cadre pratique, les graphiques de chargement sont utilisés pour résumer ces informations, et ils répertorient les matériaux communs qui répondent aux exigences de sécuritér une charge connue.Pour des applications plus compliquées, les calculatrices de faisceau sont facilement disponibles sur les sites Web de l'entreprise et en tant que modules complémentaires pour le logiciel de conception assistée par ordinateur (CAD).