Flessione di una trave a sbalzo sottoposta un carico concentrato

Consideriamo una trave a sbalzo di lunghezza L, sottoposta all'estremità libera ad una forza peso P, diretta verticalmente verso il basso. La sezione trasversale della trave è un rettangolo di larghezza b e altezza h.

Ricerchiamo la deformazione massima.
Supponiamo P = 825 N, L = 0.5 m, b = 0.05 m, h = 0.02 m.
Caratteristiche del materiale: modulo di Young E = 2.1E+011 Pa; coefficiente di Poisson ν = 0.28.

 Il modello ad elementi finiti della trave a sbalzo con carichi applicati e vincoli

La soluzione analitica appare come:

w = ( P . L3 ) /  ( 3 . E . J ) =  4.9107E-003 m

dove P è la forza peso, L è la lunghezza della trave, E è modulo di Young, J = b . h3 / 12 è il momento di inerzia della sezione trasversale della trave.

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 Finito

Numero di Nodi

Numero di Elementi Finiti

triangolo lineare

410

1150

Tabella 2. Risultato "Spostamento" *

Soluzione numerica
Spostamento w*, m

Soluzione analitica
Spostamento w, m

Errore δ =100%* |w* - w| / |w|

4.8742E-003

4.9107E-003

0.74

 

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

 

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