Flessione di una trave a sbalzo sottoposta ad un carico concentrato

Consideriamo la trave a sbalzo di lunghezza L fissata all'estremità sinistra, mentre all'estremità destra è appoggiato il peso W.

La sezione trasversale della trave è un rettangolo di larghezza b e altezza h. La massa di W è M e la massa della barra è m dove m = ρ F, ed F = b h, con ρ la densità del materiale della trave.

Il modello ad elementi finiti con restrizioni

Supponiamo L = 0.5 m, b = 0.02 m, h = 0.05 m.
Le proprietà del materiale sono: il modulo di Young E = 2.1E+011 , coefficiente di Poisson ν=0.28, la densità ρ = 7800 kg / m3.
Perciò M = 20.m.L kg (i.e. 78 kg).
La soluzione analitica di questo problema è dato dalla formula seguente:        
,
.
Quindi,  |z|max= 4.6067E-003 m.

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 di elemento finiti

Numero di nodi

Numero di elementi finiti

tetraedro

2173

8719

Tabella 2. Risultato "Spostamento"*

Soluzione numerica
Spostamento |z|*max, m

Soluzione analitica
Spostamento |z|max, m

Errore
δ = 100%*| |z|*max-|z|max| / |z|max

4.6132E-003

4.6067E-003

0.14

 

 

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

 

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