Auslenkung des Balkens unter der Wirkung der drei Kräfte
Betrachten wir einen Balken der Länge L, mit der Kraft P bei den mittleren und Reaktionskräfte R1 und R2 an den Enden geladen. Der Querschnitt des Balkens ist ein Rechteck mit einer Breite b und Höhe h.
Gewünschte Menge ist die maximale Auslenkung des Strahls.
Lassen Sie uns die folgenden ersten Daten: P = 1000 N, R1=500 N, R2=500 N, L = 0.5 m, b = 0.05 m, h = 0.02 m.
Eigenschaften des Materials haben Werte: Young-Modul E = 2.1E+011 Pa, Poissonzahl ν = 0.28.
Beide Enden des Trägers angenommen frei und entsprechend den Lasten R1 und R2 vertikal gerichtet. Die Kraft P ist in der Mitte des Balkens aufgebracht.
Um diese Studie in AutoFEM Analysis lösen, ist es erforderlich, auf die Option zu aktivieren "Stabilisieren Sie den fixierten Modell" mit zusätzlichen Steifigkeit gleich 1.
Sie sollten dieses Feld in der Eigenschaften-Dialog des Static Analysis überprüfen Sie auf der Seite "Lösung".
Die Finite-Elemente-Modell mit aufgebrachten Lasten und Beschränkungen |
Die analytische Lösung erscheint als:
w = ( P . L3 ) / ( 48 . E . J ) = 3.720E-004 m
wo P ist die Kraft, L ist die Trägerlänge, E ist der Young-Modul des Materials, J = b . h3 / 12 ist das Trägheitsmoment.
Nach Durchführung Berechnung mit Hilfe der AutoFEM, werden die folgenden Ergebnisse erzielt:
(Strahlablenkung gleich (2.2439E-004)-(-1.5017E-004)=3.746E-004 m)
Tabelle 1. Eigenschaften der Finite-Elemente-Netz
Art der Finite-Elemente |
Anzahl der Knoten |
Anzahl der finiten Elementen |
quadratische Tetraeder |
717 |
2359 |
Tabelle 2. Ergebnis "Verschiebung, 0Z"*
Numerische Lösung |
Analytische Lösung |
Fehler δ =100%* |0Z* - 0Z| / |0Z| |
3.746E-004 |
3.720E-004 |
0.7 |
*Die Ergebnisse der numerischen Untersuchungen hängen von der Finite-Elemente-Netz und können geringfügig von den in der Tabelle angegeben.
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