빔 분석이란 무엇입니까?

빔은 많은 기계 및 구조 엔지니어링 응용 분야에서 우리 주변에서 사용됩니다. 그것들은 일반적으로 건물이나 다리와 같은 더 큰 구조물에 대한 기초 또는 내부지지를 만드는 데 사용됩니다. 빔 분석은 빔 무게, 공간 요구 사항 및 재료 비용을 최소화하면서 힘과 응력을 견딜 수 있도록 빔을 적절히 설계하는 데 사용되는 기술입니다. 잘못 설계된 빔은 조기에 고장이 나고 치명적인 영향을 미칠 수 있습니다.

빔 분석에는 기계 공학, 설계 원칙 및 재료 특성의 조합이 필요합니다. 이 공정에는 일반적으로 적용될 힘의 유형, 지지대 사이의 간격, 빔 모양, 재료 및 조인트의 설계를 포함하여 하나의 빔이 다른 구조적 부재에 기계적으로 연결될 수 있도록하는 요소가 포함됩니다. 다양한 유형의 빔 설계는 하중 및 장착 구성을 기반으로합니다. 예를 들어, 캔틸레버 빔은 한쪽 끝에서만 지원되며 양쪽 끝에서 지원되는 단순 빔과 다른 디자인이 필요합니다.

빔은 탄소강과 같은 단일 재료를 사용하여 구성 할 수 있습니다. 이들은 또한 다양한 수의 상이한 재료 층으로 구성된 복합 또는 적층 구조로서 구성 될 수있다. 하중을받는 동안 빔의 구조는 굽힘 및 변형에 영향을 미칩니다. 빔의 처짐은 길이,지지 방법, 단면 모양, 재질 및 처짐 력이 적용되는 위치에 따라 다릅니다. 빔 분석은 굽힘 및 변형량을 결정합니다.

최근까지, 빔 다이어그램에는 힘 다이어그램과 일련의 복잡한 수학 방정식을 사용한 수동 방법이 필요했습니다. 오늘날이 절차는 일반적으로 입력 데이터를 수용하고 성능 기준에 맞는 빔 설계를 결정하도록 설계된 엔지니어링 소프트웨어를 사용하여 완료됩니다. 이 프로그램은 빔 응력과 변형에 대한 수학적 분석을 완료하고 다양한 하중 조건에서 빔 내의 응력 분포를 보여주는 다이어그램을 생성합니다. 빔 분석 소프트웨어는 유한 요소 해석 (FEA)이라고하는 계산 방법을 사용합니다.

빔 분석에서 중요한 고려 사항은 안전 마진 또는 안전 계수 입니다. 대부분의 빔에는 하중이 가해 졌을 때 빔의 크기를 크게하는 데 도움이되는 안전 계수 또는 빔 설계에서 예측할 수없는 기타 요소가 있습니다. 안전 계수가 너무 높으면 빔 설계가 필요 이상으로 커져 중량 문제가 발생하고 제작 비용이 높아집니다. 빔 분석 소프트웨어는 다양한 빔 모양과 재료를 분석하여 옵션을 평가하고 비용과 기능 간의 비율을 최적화하는 최종 빔 설계를 선택할 수 있습니다.