O que é análise de viga?
As vigas são usadas à nossa volta em muitas aplicações de engenharia mecânica e estrutural. Eles são comumente usados para criar uma base ou suporte interno para uma estrutura maior, como um prédio ou uma ponte. A análise de vigas é uma técnica usada para projetar vigas adequadamente para suportar forças e tensões, minimizando o peso da viga, os requisitos de espaço e o custo do material. Vigas projetadas incorretamente podem falhar prematuramente e ter efeitos catastróficos.
A análise de viga requer uma combinação de engenharia mecânica, princípios de projeto e propriedades do material. O processo normalmente envolve fatores que incluem os tipos de forças que serão aplicadas, o intervalo entre os suportes, a forma da viga, o material e o design das juntas para permitir que uma viga seja mecanicamente conectada a outros membros estruturais. Diferentes tipos de projetos de vigas são baseados nas configurações de carregamento e montagem. Por exemplo, vigas em balanço são suportadas apenas em uma extremidade e exigem um design diferente das vigas simples, que são suportadas nas duas extremidades.
As vigas podem ser construídas usando um único material, como aço carbono. Eles também podem ser construídos como uma estrutura composta ou laminada, consistindo em números variáveis de diferentes camadas de materiais. A construção de uma viga influenciará sua flexão e deflexão enquanto estiver sob carga. A deflexão de uma viga depende de seu comprimento, de como é suportada, de sua forma de seção transversal, do material e de onde a força de deflexão é aplicada. A análise do feixe determinará a quantidade de flexão e deflexão.
Até recentemente, métodos manuais usando diagramas de força e uma série de equações matemáticas complexas eram necessários para a análise de feixes. Hoje, esse procedimento geralmente é concluído com o uso de um software de engenharia projetado para aceitar dados de entrada e determinar um projeto de viga para atender aos critérios de desempenho. Esses programas concluem uma análise matemática das tensões e deflexões da viga e também criam diagramas mostrando as distribuições de tensão na viga sob várias condições de carga. O software de análise de feixe usa um método computacional conhecido como Análise de Elementos Finitos (FEA).
Uma consideração importante na análise de feixes é a margem de segurança ou fator de segurança . A maioria das vigas possui um fator de segurança que serve para superdimensionar a viga no caso de carga ou outros fatores que não podem ser previstos no design da viga. Um fator de segurança excessivo conduzirá um projeto de viga maior que o necessário, causando possíveis problemas de peso e custos de fabricação mais altos. O software de análise de vigas pode analisar diferentes formas e materiais de vigas, para permitir ao usuário avaliar opções e selecionar um design final de viga que otimiza a relação entre custo e funcionalidade.