等同於樑元素的剖面形狀

若要簡化計算,可以將具有非圓形剖面形狀的樑元素轉換為等效圓形樑。

也需要考慮到原始形狀的熱傳導。「形狀係數」(實際剖面形狀的外圓周與具有等效剖面面積的圓形樑圓周之比) 可針對轉換的樑應具有的額外表面面積進行調整。

樑元素支援的剖面形狀

下表列示定義剖面形狀的可用剖面形狀及所需尺寸。

形狀 所需尺寸
圓形 直徑 (2r)
環形 外徑 (do)、內徑 (di)
半圓形 直徑 (2r)、高度 (t)
矩形 寬度 (a)、高度 (b)
梯形 頂部寬度 (b)、底部寬度 (a)、高度 (h)
圓角梯形 寬度 (W)、高度 (H)、直徑 (d)
橢圓 長半徑 (a)、短半徑 (b)
其他 等效直徑、形狀係數

非圓形樑剖面形狀的等效直徑與形狀係數

下表顯示定義非圓形樑剖面形狀的所需尺寸,並顯示針對每個樑形狀定義等效直徑與形狀係數的計算。

註: 圓形與環形樑形狀會由分析明確求解。沒有必要針對圓形或環形樑形狀計算等效直徑或形狀係數。
形狀 剖面幾何圖形 等效直徑,以等效剖面面積為基礎 形狀係數
半圓形

矩形
矩形
梯形
圓角梯形
圓角梯形

其中,

其中,

橢圓
 
小心: 在以上公式中,角度測量方式必須以弧度 (而非度數) 表示。

具體範例

有一個矩形流道的剖面寬度 (a) 為 5 mm,高度 (b) 為 3 mm。

若使用以上公式,此流道可由直徑為

即 4.37 mm 的圓形樑元素塑型。

流道所需要的形狀係數為

即 1.16。

為此樑元素塑型時,請選取 編輯 (「幾何圖形」頁籤 > 「性質」面板 > 「編輯」)。在「剖面為」方塊中,選取「其他形狀」。按一下「編輯尺寸」,然後在出現的「剖面尺寸」對話方塊中輸入等效直徑 (4.37) 與形狀係數 (1.16) 的計算值。