Hvad er stråleanalyse?
Bjælker bruges rundt omkring os i mange mekaniske og konstruktionstekniske applikationer. De bruges ofte til at skabe et fundament eller intern støtte til en større struktur, såsom en bygning eller en bro. Beam-analyse er en teknik, der bruges til tilstrækkelig design af bjælker til at modstå kræfter og spænding, samtidig med at minimering af bjælkevægt, pladsbehov og materialepriser. Forkert designet bjælker kan for tidligt svigte og have katastrofale virkninger.
Beam-analyse kræver en kombination af maskinteknik, designprincipper og materialegenskaber. Processen involverer typisk faktorer, der inkluderer de typer kræfter, der vil blive anvendt, spændet mellem understøtninger, bjælkeform, materiale og design af samlinger, så en bjælke kan forbindes mekanisk til andre konstruktionselementer. Forskellige typer bjælkekonstruktioner er baseret på indlæsning og monteringskonfigurationer. F.eks. Understøttes kantede bjælker i den ene ende og kræver et andet design end enkle bjælker, der understøttes i begge ender.
Bjælker kan konstrueres ved hjælp af et enkelt materiale, såsom kulstofstål. De kan også konstrueres som en sammensat eller lamineret struktur bestående af forskellige antallet af forskellige lag af materialer. Konstruktionen af en bjælke vil påvirke dens bøjning og afbøjning under belastning. Afbøjningen af en bjælke afhænger af dens længde, hvordan den understøttes, dens tværsnitsform, materialet og hvor afbøjningskraften påføres. Beam analyse vil bestemme mængden af bøjning og afbøjning.
Indtil for nylig var manuelle metoder, der anvender kraftdiagrammer og en række komplekse matematiske ligninger, nødvendige til stråleanalyse. I dag afsluttes denne procedure normalt ved hjælp af engineering software, der er designet til at acceptere inputdata og bestemme et stråledesign til at opfylde ydelseskriterierne. Disse programmer afslutter en matematisk analyse af strålens spændinger og afbøjning og skaber også diagrammer, der viser spændingsfordelinger inden i strålen under forskellige belastningsbetingelser. Beam-analyse-software bruger en beregningsmetode kaldet Finite Element Analysis (FEA).
En vigtig overvejelse i stråleanalyse er sikkerhedsmargenen eller sikkerhedsfaktoren . De fleste bjælker har en sikkerhedsfaktor, der tjener til at overdimensionere bjælken i tilfælde af belastning eller andre faktorer, der ikke kan forudsiges i bjælkens konstruktion. En overdreven sikkerhedsfaktor styrer et stråledesign, der er større end nødvendigt, hvilket medfører mulige vægtproblemer og højere fabrikationsomkostninger. Beamanalysesoftware kan analysere forskellige bjælkeformer og materialer, så brugeren kan vurdere muligheder og vælge et endeligt stråledesign, der optimerer forholdet mellem omkostninger og funktionalitet.