Prima Frequenza Naturale di una Trave a sbalzo sottoposta ad una forza di Stiramento Longitudinale

Consideriamo una trave a sbalzo. La lunghezza della trave è L. La sezione trasversale della trave è un rettangolo di b larghezza e l'altezza h.

Il fascio viene bloccato sulla estremità sinistra e caricato con l'allungamento longitudinale forza P sull'estremità destra.

Usiamo i seguenti dati iniziali: la lunghezza L della trave è di 0,5 m, la larghezza b è 0.05 m, e l'altezza h è di 0,02 m, la grandezza della forza applicata P è 50000 N.
Caratteristiche del materiale: E = 2.1E+011 Pa, ν = 0.28.
Ricerca di quantità è la prima frequenza naturale della trave sotto carico.

Il modello ad elementi finiti con restrizioni

La soluzione analitica appare come:

,
dove f1 è la prima frequenza naturale della trave a sbalzo, J – il momento di inerzia, ρ – la densità del materiale, F –l'area della sezione trasversale, k1 = 1.875.

Perciò, f1* = 85.804 Hz.

Dopo aver effettuato il calcolo con l'aiuto di AutoFEM, i seguenti risultati si ottengono:

 

Tabella 1.Parametri della mesh ad elementi finiti

Tipo di Elemento finito

Numero di Nodi

Numero di Elementi Finiti

triangolo lineare

325

512

Tabella 2. Risultato "Frequenza"*

Frequenza (soluzione numerica) p1*, Hz

Frequenza (soluzione analitica) f1*, Hz

Errore δ = 100%*| fi* - fi| / | fi |

85.999

85.804

0.23

 

 

*I risultati dei test numerici dipendono dagli elementi finiti della maglia e possono differire leggermente da quelli indicati nella tabella

 

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