Trave poggiata su un suolo elastico

Consideriamo una trave di dimensione L poggiata sul suolo elastico. La sezione trasversale trasversale della barra è un rettangolo di  larghezza b e altezza h.

La barra è sottoposta ad un carico q uniformemente distribuito su tutta la barra e una forza P è applicata all'estremità sinistra della trave.

Il nostro scopo è di trovare la massima flessione della trave a causa della forza P applicata.
Usiamo i seguenti dati iniziali: q = 1000 Pa, P= 5 N, L = 1 m, b = 0.05 m, h= 0.02 m.
Caratteristiche del materiale: il  modulo di Young E = 2.1E+011 Pa, coefficiente di Poisson ν = 0.28.

Il modello ad elementi finiti con i carichi applicati e vincoli

La soluzione analitica è calcolato dalla formula:
,

dove J = bh3 / 12 è il momento di inerzia della sezione trasversale della trave, k è il modulo di reazione del suolo (k= 1e+09 N/m).

Quindi, w0max = 8.7471E-008 m.

Dopo aver effettuato il calcolo con l'aiuto di AutoFEM, sono stati ottenuti questi risultati:

Tabella 1. Parametri della maglia ad elementi finiti

Tipo di elemento finiti

Numero di nodi

Numero di elementi finiti

tetraedro quadratico

803

2298

Tabella 2. Risultato "Spostamento"

Soluzione numerica
Spostamento w*, m

Soluzione analitica
Spostamento w , m

Errore δ =100%* |w* - w | / |w|

8.8535E-008

8.7471E-008

1.22

Soluzione numerica: Flessione della trave

Soluzione analitica: Flessione della trave

 

 

* I risultati dei test numerici dipendono dalla maglia ad elementi finiti e possono differire leggermente da quelli indicati nella tabella.

 

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