Rohr-/Trägerstützenstabilität

Durchführen einer Stützenstabilitätsanalyse mit einem Rohr oder Träger

Um die Stützenstabilitätsanalyse zu starten, navigieren Sie zur Registerkarte Stützenstabilität im Fenster Rohr-/Trägeranalyse, wie unten dargestellt. Als Grundlage der durchgeführten Berechnungen dient bei dieser Option eine Euler-Stützknickung für lange Spalten, wie im "Aerospace Design Engineers Guide" (Ref. 11.5) definiert.

Nachdem Sie die Laminat- und die Rohrgeometrie definiert haben, führen Sie die folgenden Schritte in der Registerkarte Stützenstabilität aus:

1. Stützlast/Randbedingung: Der Lasttyp der Analyse wird aus einem Dropdown-Menü ausgewählt. Eine bildliche Darstellung des ausgewählten Lasttyps wird angezeigt. Die zur Definition der Analyse erforderlichen Bemaßungen und Belastungen werden in der Zeichnung abgebildet.

   Zwei grundlegende Lasttypen sind verfügbar: Punkt und Verteilt. Es sind vier Randbedingungstypen verfügbar: Einfach-einfach, Fixiert-fixiert, Fixiert-einfach, und Fixiert-frei. Sie verfügen jeweils über zwei Lasttypen für insgesamt acht mögliche Last-/Randbedingungstypen.

2. Steifheits-Berechnungsmethode: In diesem Formular sind die Optionen für die Steifheits-Berechnungsmethode von besonderer Bedeutung. Diese Optionen gelten nur für geschlossene Querschnitte (Rechteck, Kreis oder Ellipse). Ist die Option "Schicht-um-Schicht - Rohr" ausgewählt, werden alle Biegungsanalysen "Schicht-um-Schicht" durch die Dicke des Laminats berechnet. Die Steifheit jeder Schicht wird separat modelliert. Bei der Option "Laminat - Rohr" werden die Struktur- (oder Verschmierungs-) Eigenschaften des gesamten Laminats bei den Biegungsberechnungen verwendet. Wenn Sie einen Träger mit geschlossenem Abschnitt unter Verwendung der Option "Laminat - Rohr" analysieren, setzen Sie die Option "Kupplung" auf der Registerkarte Laminat auf null. Dies ist für ein exaktes Ergebnis entscheidend.
3. Länge: Geben Sie die Gesamtlänge der Stütze an.
4. Berechnen: Wenn Sie die Eingabe abgeschlossen haben, klicken Sie auf Berechnen, um die Stützenstabilitätsanalyse zu berechnen. Im Ausgabefeld auf der rechten Seite des Fensters werden die Ergebnisse der definierten Analyse angezeigt. Bei Trägern, die über einen Querschnitt mit unterschiedlichen Flächenträgheitsmomenten über verschiedene Achsen verfügen, wird der niedrigste Wert "I" in der Berechnung verwendet.

   Die angezeigten Ergebnisse enthalten:

   • Kritische Last: (Krafteinheit) ist die auf die Stütze wirkende Drucklast, bei der die Stütze knicken wird. Die untenstehende Gleichung zeigt die Euler-Gleichung für die kritische Last, wobei "P" die Eulersche Knickungslast, "C" eine Konstante, "EI" die Biegungssteifheit des Trägers und "L" die Länge des Trägers darstellen.

     

     Die Gleichung unten zeigt die Euler-Gleichung für Stützen unter verteilten Lasten, wobei "p" eine gleichmäßig verteilte Last auf einen unteren Teil der Länge der Stütze und "a" die Länge, in der die verteilte Last vom unteren Teil der Stütze her wirkt, sind.

     

   • Kritische Spannung: (Krafteinheiten pro Länge im Quadrat) die Druckspannung, die auf die Stütze wirkt und bei der die Stütze knicken wird. Die Gleichung unten zeigt die Gleichung für die kritische Spannung, wobei "σ" die kritische Spannung, "C" eine Konstante, "E_x" das Elastizitätsmodul des Verbundstoffs nach Young, "L" die Länge des Trägers und "ρ" den Trägheitsradius des Trägerquerschnitts darstellen.