Vad är strålanalys?
balkar används runt omkring oss i många mekaniska och konstruktionstekniska applikationer. De används ofta för att skapa en grund eller internt stöd för en större struktur, till exempel en byggnad eller en bro. Strålanalys är en teknik som används för att på ett adekvat sätt utforma strålar för att motstå krafter och stress samtidigt som strålvikt, rymdkrav och materialkostnader minimeras. Felaktigt utformade balkar kan för tidigt misslyckas och ha katastrofala effekter.
balkanalys kräver en kombination av maskinteknik, designprinciper och materialegenskaper. Processen involverar vanligtvis faktorer inklusive de typer av krafter som kommer att tillämpas, spännvidden mellan stöd, strålformen, materialet och designen av lederna så att en stråle kan vara mekaniskt ansluten till andra strukturella medlemmar. Olika typer av strålkonstruktioner är baserade på last- och monteringskonfigurationer. Till exempel stöds utskjutna balkar endast i ena änden och kräver en annan designän enkla balkar, som stöds i båda ändarna.
balkar kan konstrueras med ett enda material, såsom kolstål. De kan också konstrueras som en sammansatt eller laminerad struktur som består av olika antal olika lager av material. Konstruktionen av en stråle kommer att påverka dess böjning och avböjning under belastning. Avböjningen av en stråle beror på dess längd, hur den stöds, dess tvärsnittsform, materialet och där avböjningskraften appliceras. Strålanalys kommer att bestämma mängden böjning och avböjning.
Fram till nyligen var manuella metoder som använde kraftdiagram och en serie komplexa matematiska ekvationer nödvändiga för strålanalys. Idag är denna procedur vanligtvis slutförd med teknisk programvara som är utformad för att acceptera inmatningsdata och bestämma en stråldesign för att uppfylla prestandakriterierna. Dessa program slutför en matematemTisk analys av strålspänningarna och avböjningen, och skapar också diagram som visar stressfördelningar i strålen under olika belastningsförhållanden. Strålanalysprogramvara använder en beräkningsmetod som kallas finite elementanalys (FEA).
En viktig övervägande i strålanalysen är säkerhetsmarginalen eller säkerhetsfaktor . De flesta strålar har en säkerhetsfaktor som tjänar till att överdimulera strålen i händelse av lastning eller andra faktorer som inte kan förutsägas i utformningen av strålen. En överdriven säkerhetsfaktor kommer att driva en stråldesign som är större än nödvändigt, vilket orsakar möjliga viktproblem och högre tillverkningskostnader. Strålanalysprogramvara kan analysera olika strålformer och material för att låta användaren bedöma alternativ och välja en slutlig stråldesign som optimerar förhållandet mellan kostnad och funktionalitet.