Was ist Strahlanalyse?

Strahlen werden in vielen mechanischen und strukturellen Anwendungen um uns herum verwendet. Sie werden häufig verwendet, um eine Grundlage oder eine interne Unterstützung für eine größere Struktur wie ein Gebäude oder eine Brücke zu schaffen. Die Strahlanalyse ist eine Technik, mit der Strahlen angemessen gestaltet werden können, um Kräften und Stress zu standzuhalten und gleichzeitig das Strahlgewicht, den Raumbedarf und die materiellen Kosten zu minimieren. Falsch gestaltete Strahlen können vorzeitig ausfallen und katastrophale Auswirkungen haben.

Strahlanalyse erfordert eine Kombination aus Maschinenbau, Entwurfsprinzipien und Materialeigenschaften. Der Prozess umfasst typischerweise Faktoren, einschließlich der Arten von Kräften, die angewendet werden, die Spannweite zwischen den Stützen, der Strahlform, des Materials und der Konstruktion der Fugen, damit ein Strahl mechanisch mit anderen Strukturelementen verbunden werden kann. Verschiedene Arten von Strahlkonstruktionen basieren auf den Lade- und Montagekonfigurationen. Zum Beispiel werden freitragende Balken nur an einem Ende unterstützt und erfordern ein anderes Designals einfache Strahlen, die an beiden Enden getragen werden.

Strahlen können mit einem einzigen Material wie Kohlenstoffstahl konstruiert werden. Sie können auch als zusammengesetzte oder laminierte Struktur konstruiert werden, die aus unterschiedlichen Anzahl verschiedener Materialien besteht. Die Konstruktion eines Strahls beeinflusst seine Biegung und Ablenkung während der Last. Die Ablenkung eines Strahls hängt von seiner Länge, der Art und Weise ab, wie er unterstützt wird, seine Querschnittsform, das Material und wo die Ablenkungskraft angewendet wird. Die Strahlanalyse bestimmt die Menge an Biegung und Ablenkung.

Bis vor kurzem waren manuelle Methoden mit Kraftdiagrammen und einer Reihe komplexer mathematischer Gleichungen für die Strahlanalyse erforderlich. Heutzutage wird dieses Verfahren normalerweise mithilfe von Engineering -Software abgeschlossen, mit der Eingabedaten akzeptiert und ein Strahldesign ermittelt werden sollen, um die Leistungskriterien zu erfüllen. Diese Programme vervollständigen ein MathemaTische Analyse der Strahlspannungen und -auslenkung sowie Diagramme erzeugt, die Spannungsverteilungen innerhalb des Strahls unter verschiedenen Belastungsbedingungen zeigen. Die Strahlanalyse -Software verwendet eine Computermethode, die als Finite -Elemente -Analyse (FEA) bekannt ist.

Eine wichtige Überlegung bei der Strahlanalyse ist der Sicherheitsrand oder die Sicherheitsfaktor . Die meisten Strahlen haben einen Sicherheitsfaktor, der dazu dient, den Strahl bei Beladung oder anderen Faktoren zu übergrößen, die bei der Gestaltung des Strahls nicht vorhergesagt werden können. Ein übermäßiger Sicherheitsfaktor fördert ein Strahldesign, das größer als notwendig ist und mögliche Gewichtsprobleme und höhere Herstellungskosten verursacht. Die Strahlanalyse -Software kann verschiedene Strahlformen und -materialien analysieren, damit der Benutzer Optionen bewerten und ein endgültiges Strahlentwurf auswählen kann, das das Verhältnis zwischen Kosten und Funktionalität optimiert.