Co je výpočet paprsku?

Výpočet paprsku je měření napětí a vychýlení strukturálního paprsku, když je na něj aplikováno dané zatížení. Mnoho faktorů přispívá k schopnosti paprsku odolávat ohýbání, jako jsou vlastnosti paprsku, zatížení a podpěry. Výpočet posunu zatížení jediného paprsku pomocí rovnice paprsku Euler-Bernoulli je přímý, ale ve většině praktických aplikací se používá software paprsku. Výpočty paprsku se používají k zajištění bezpečnosti a zabránění nadměrnému stavbě v různých oborech, jako je konstrukce a letecká aeronautika.

Je nutné vypočítat zatížení paprsku, aby se vytvořila struktury s nejlehčí a nejlevnější materiály při plnění bezpečnostních požadavků a udržování estetické kvality struktury. Celá disciplína strukturálního inženýrství je věnována této analýze a designu, což zajišťuje, že střechy se nehrozí pod hmotností sněhu, že podzemní parkovací garáže jsou při dopravní jízdě bezpečnéHlava a ty mrakodrapy postavené podél poruchových linií splňují požadavky na bezpečnost zemětřesení. Výpočet paprsku má také své aplikace ve strojírenství při testování odporu zatížení jednotlivých částí stroje, jako je zatížení, které křídlo letadla vydrží před vývojem potenciálně nebezpečného napětí. A konečně, architekti musí při stavbě a renovaci domů s konstrukcí post a paprsků zvážit deformaci paprsku a při zvažování vizuálního dopadu ochablých podlah, střech a balkonů.

Jedním z nejdůležitějších faktorů při výpočtu ložiskové kapacity zatížení paprsku je výběr materiálů. Typicky jsou paprsky vyrobeny ze dřeva, oceli, vyztuženého betonu nebo hliníku. Každý materiál má jinou tendenci deformovat elasticky, nazývaný modul elasticity, který odkazuje na schopnost materiálu vystoupit zpět na místo. Ve svém výnosu m, mAteriál se bude plasticky deformovat a po odstranění aplikované síly udržuje deformaci.

Tvar průřezu paprsku je druhá charakteristika, která je považována za výpočet paprsku. Paprsky mohou být obdélníkové, kulaté nebo duté, a také mít mnoho typů boku, jako jsou I-paprsky, z-paprsky nebo T-paprsky. Každý tvar má jiný okamžik setrvačnosti, jinak známý jako druhý okamžik oblasti, který předpovídá tuhost paprsku.

Síla na délku jednotky je další parametr použitý při výpočtu paprsku a závisí na typu zatížení. Mrtvá zatížení jsou jednoduše hmotností struktury a uložená nebo živá zatížení jsou síly, že struktura bude vystavena občasně, jako je sníh, provoz nebo vítr. Většina zatížení je statická, ale zvláštní pozornost musí být věnována dynamickým zatížením, zemětřesením, vlnám a hurikánům, které se opakovaně aplikují sílu po delší dobu. Zátěž může být distribuováno, obvykle rovnoměrně nebo asymetricky, such jako sněžení nebo hromada nečistot. Může být také koncentrován v bodě, centrálně nebo v různých intervalech.

Hraniční podmínky pro výpočet paprsku závisí na typu podpory paprsku. Paprsek může být jednoduše podporován na obou koncích, jako podlahový nosník mezi dvěma ložiskami zatížení. Může to být konzoly nebo podporované na jednom konci, jako balkon nebo křídlo letadla. Hraniční podmínky se vztahují na všechny body podél délky paprsku.

Vztah mezi vychýlením paprsku a statickou zatížením je popsán rovnicí paprsku Euler-Bernoulli. Další rovnice, Euler-Lagrangeova paprsková rovnice, popisuje tento vztah pro dynamické zatížení, ale kvůli složitosti jeho aplikace se obvykle používají statické aproximace. Lze odvodit výchylku, ohybové momenty a smyková síla paprsku. V praktickém nastavení se k shrnutí těchto informací používají zátěžové grafy a uvádějí uvedení běžných materiálů, které splňují bezpečnost rVměrnost známého zatížení. Pro komplikovanější aplikace jsou kalkulačky paprsků snadno dostupné na firemních webových stránkách a jako doplňky pro software pro návrh počítače Added (CAD).