Rohr-/Trägerbiegung

Führen Sie eine Biegungsanalyse für Laminatrohre oder -träger durch.

Wählen Sie im Fenster Rohr-/Trägeranalyse die Registerkarte Biegung zum Durchführen der Analyse für Biegungen. Alle verwendeten Algorithmen in diesem Formular wurden Roark's Formulas for Stress and Strain (Verw. 11.1, S. 100-104) entnommen und die dort aufgeführten Beschränkungen und Annahmen gelten hier. Nachdem die Laminat- und Rohrgeometrie definiert wurde, führen Sie die folgenden sieben Schritte in der Registerkarte Biegung durch (siehe folgende Abbildung):

1. Randbedingungen und Belastung: Die Randbedingungen der Analyse werden aus einer Dropdown-Liste ausgewählt. Vier verschiedene Randbedingungen sind verfügbar (Einfach-einfach, Frei-fixiert, Fixiert-fixiert, Einfach-fixiert), die alle drei verschiedenen Belastungsbedingungen unterliegen (Punkt, Gleichmäßig verteilt und Dreieck verteilt). Wenn Sie eine Option auswählen, wird die Grafik für diese Option im Fenster über der Dropdown-Liste angezeigt. Die Bemaßungen und die Belastung zum Definieren der Analyse werden in der Zeichnung dargestellt.
2. Steifheits-Berechnungsmethode: In diesem Formular sind insbesondere die Optionen Steifheits-Berechnungsmethode wichtig. Die beiden Optionen gelten nur für geschlossene Querschnitte (Rechteck, Kreis oder Ellipse).
   • Mit der Option Schicht-um-Schicht - Rohr werden alle Biegungsanalysen auf Schicht-um-Schicht-Basis durch die Gesamtdicke des Laminats durchgeführt. Das heißt, der Beitrag jeder Schicht zur Steifigkeit wird getrennt modelliert.
   • Mit der Option Laminat - Rohr werden die Struktureigenschaften (bzw. Verschmierungseigenschaften) des gesamten Laminats für die Biegungsberechnungen verwendet. Wenn Sie einen Träger mit geschlossenem Profil mit der Option Laminat - Rohr analysieren, setzen Sie auf der Registerkarte Laminat die Option Kupplung auf null. Dies ist wichtig, um genaue Ergebnisse zu generieren.
3. L - Länge: Geben Sie die Gesamtlänge des Trägers an.
4. W - Last: Geben Sie die auf den Träger angewendete Punktlast an. Nur die Eingabe des Punktlasttyps ist erforderlich.
5. x - Position: Geben Sie die Position am Träger an, wo die Punktlast „W“ angewendet wird. Nur die Eingabe des Punktlasttyps ist erforderlich.
6. w - Last/Längeneinheit: Geben Sie die verteilte Last auf dem Träger an. Bei dreieckigen Lasten, ist die Eingabe für die Last pro Längeneinheit „W“ der Wert der verteilten Last an der Trägerposition „b“ geteilt durch die gesamte Länge des Trägers.
7. Berechnen: Wenn die Eingabe abgeschlossen wurde, klicken Sie auf Berechnen, um die Berechnung der Biegung durchzuführen. Das Ausgabefeld auf der rechten Seite des Fensters zeigt die Ergebnisse der definierten Analyse an. Abhängig von den Randbedingungen und dem Belastungstyp, die Sie ausgewählt haben, wird die Ausgabe variieren:
   • EI: Dies ist die gesamte Querschnitt-Steifheit des Trägers.
   • Reaktion: Vertikale Kräfte oder Lasten als Reaktion auf die vertikale Eingabelast. Positiv (+) ist eine steigende Reaktion.
   • Drehung: Bei Bedingungen mit einfacher Auflage oder freien Enden dreht sich der Träger an den Endpunkten („a“ - linke Seite des Trägers; „b“ - rechte Seite des Trägers). Eine positive (+) Drehung erfolgt gegen den Uhrzeigersinn.
   • Moment: Reaktionsmomente an „a“ und „b“. Ein positives (+) Moment erfolgt gegen den Uhrzeigersinn.
   • MomentMax: Maximales Moment im Querschnitt. Die Position dieses Moments wird ebenfalls angezeigt.
   • (+)/(-) MomentMax: Für die Randbedingungen Fixiert-fixiert oder Einfach-fixiert weist der Träger eine Reihe von maximalen (+) und minimalen (-) Momenten auf. Dies ist das maximale Moment im Querschnitt.
   • StressMax: Maximale Spannung aufgrund von MomentMax in der äußersten Faser des Querschnitts.
   • (+)/(-) StressMax: Für die Randbedingungen Fixiert-fixiert oder Einfach-fixiert weist der Träger eine Reihe von maximalen (+) und minimalen (-) Spannungen auf. Dies ist die maximale Spannung aufgrund vom MomentMax (+)/(-) in der äußersten Faser des Querschnitts.
   • StressOps: Maximale Spannung auf der Seite des Trägers, die StressMax gegenüberliegt. Dies ist wichtig in einem Verbundträger, da selbst bei niedrigerer Spannungsgröße gegenüber der maximalen Spannung der Ausfall des Trägers hier aufgrund der geringeren zulässigen Spannung oder Komprimierung beginnen kann.
   • StressOps (+) oder (-): Siehe Beschreibung unter (+)/(-) StressMax und StressOps oben.
   • DeflectMax: Maximale vertikale Durchbiegung des Trägers unter den angewendeten Lasten. Die Position der maximalen Durchbiegung wird angezeigt.
   • Durchbiegung: Vertikale Durchbiegung des Trägers unter der angewendeten Last am Punkt der Anwendung. Dies ist nicht unbedingt die maximale Durchbiegung. Die Position der Durchbiegung wird angezeigt.

Resultierende Trägerspannungen können nun mit den zulässigen Spannungen für das Laminat verglichen werden, das unter den Optionen Ausfalluntersuchung für erste Schicht oder Fortschreitender Ausfall im Modul Laminat berechnet wurde.