Trave sottoposta all'azione di due forze di trazione
Consideriamo una fascia di lunghezza L, sottoposta a due forze F, che partono dalla normale in direzione delle estremità opposte. La sezione trasversale del nastro è un rettangolo di larghezza b e altezza h.
Si ricerca l'estensione massima.
Supponiamo F = 1000 N, L = 0,5 m, b = 0,05 m, h = 0,02 m.
Caratteristiche del materiale hanno valori: modulo di Young E = 2.1E + 011 Pa, di Poisson del rapporto n = 0,28.
Entrambe le estremità della trave sono assunte libere e sottoposte al carico F, che è diretto lungo la normale delle loro facce.
Per risolvere questo studio in AutoFEM Analysis, è necessario attivare l'opzione "Stabilize the unfixed model" (Stabilizzare il modello non fissato) rigidità aggiuntiva pari 1.
Si dovrebbe controllare questa casella nella finestra di dialogo Proprietà di Analisi statica alla pagina "Solving" (Soluzione).
Il modello ad elementi finiti con carichi applicati e vincoli |
La soluzione analitica appare come:
w = ( F . L ) / ( A . E ) = 2.381E-006 m
dove P - è la forza, L - la lunghezza della trave, e - il modulo di Young del materiale, A = b. h - l'area della sezione della trave.
Dopo aver effettuato il calcolo con l'aiuto di AutoFEM, i seguenti risultati sono stati ottenuti:
(l'estensione della trave è pari a (1.1905E-006) + (1.1905E-006) = 2.381E-006 m)
Tabella 1.Parametri della mesh ad elementi finiti
Tipo di elemento finito |
Numero di Nodi |
Numero di Elementi Finiti |
triangolo lineare |
165 |
256 |
Tabella 2. Risultati "Spostamento, 0X"*
Spostamento 0X* (soluzione numerica), m |
Spostamento 0X,(soluzione analitica), m |
Errore δ =100%* |0X* - 0X| / |0X| |
2.381E-004 |
2.381E-004 |
0.0001 |
*I risultati dei test numerici dipendono dagli elementi finiti della maglia e possono differire leggermente da quelli indicati nella tabella
Approfondimenti riguardo ad AutoFEM Static Analysis