Analisi di deformazione di una trave verticale compressa
Rivediamo l'analisi di derformazione di una trave verticale compressa con un carico assiale (problema di Eulero). La trave della lunghezza L, con sezione trasversale rettangolare di base b e altezza h, è fissata ad un'estremità, mentre all'altra estremità è applicata una forza di compressione P. Si ricerca il fattore di carico corrispondente all'inizio della deformazione della trave, costui è detto carico critico Pcritico
Usiamo i seguenti dati L= 0.5 m, b = 0.05 m, h = 0.02 m.
Le caratteristiche del materiale sono: modulo di Young E = 2.1E+011 Pа, coefficiente di Poisson ν = 0.28.
Definiamo le seguenti condizioni al contorno come segue: la faccia inferiore è completamente trattenuta; quella superiore è sottoposta ad un carico uniformemente distribuito, P = 1 N.
Il modello ad elementi finiti con i carichi applicati e vincoli |
La soluzione analitica per determinare il carico critico appare come:
Pcritico= π2 E J / ( μ L)2
dove J è il momento di inerzia, μ è il fattore che dipende dalle disposizioni di sostegno e il metodo di caricamento fascio. In questo caso, μ = 2.
Dopo aver effettuato il calcolo con l'aiuto di AutoFEM, sono stati ottenuti questi risultati:
Tabella 1. I parametri della maglia ad elementi finiti
Tipo d'elemento finito |
Numero di nodi |
Numero di elementi finiti |
tetraedro |
2173 |
8719 |
Tabella 2. Risultato "Carico Critico"*
Soluzione numerica |
Soluzione analitica |
Errore δ = 100% *|P*critical-Pcritical| / |Pcritical| |
6.9317E+004 |
6.9087E+004 |
0.33 |
Primo modo di deformazione della trave |
* I risultati dei test numerici dipendono dalla maglia ad elementi finiti e possono differire leggermente da quelli indicati nella tabella.
Approfondire riguardo ad AutoFEM Analisi del carico di punta