Vad är Beam Analysis?

January 30

Balkar används överallt omkring oss i många mekaniska och strukturella tekniska tillämpningar. De används vanligen för att skapa ett fundament eller internt stöd för en större struktur, såsom en byggnad eller en bro. Beam Analys är en teknik som används för att på lämpligt sätt utforma balkar att motstå krafter och stress samtidigt minimera balk vikt, utrymmesbehov och materialkostnad. Felaktigt utformade balkar kan förtid misslyckas och få katastrofala följder.

Beam analys kräver en kombination av maskinteknik, designprinciper, och materialegenskaper. Processen innebär vanligtvis faktorer, inklusive vilka typer av krafter som kommer att tillämpas, spännvidden mellan stöden, strålen form, materialet och utformningen av lederna för att låta en stråle att mekaniskt ansluten till andra konstruktionselement. Olika typer av balk designer är baserade på lastning och monteringskonfigurationer. Till exempel är fribärande balkar stöds endast ena änden och kräver en annan utformning än enkla balkar, som stöds i båda ändar.

Balkar kan konstrueras med användning av ett enda material, såsom kolstål. De kan också konstrueras som en komposit eller laminerad struktur bestående av varierande antal olika skikt av material. Byggandet av en stråle kommer att påverka dess böjning och nedböjning medan under belastning. Nedböjningen hos en balk beror på dess längd, hur den stöds, dess tvärsnittsform, materialet, och där den avböjande kraften appliceras. Beam analys kommer att bestämma mängden böjning och nedböjning.

Tills nyligen, manuella metoder att använda våld diagram och en rad komplicerade matematiska ekvationer var nödvändiga för balkanalys. Idag är denna procedur brukar fyllas i med ingenjörs programvara som är utformad för att ta emot indata och bestämma en balk design för att uppnå prestationskraven. Dessa program slutföra en matematisk analys av balkspänningar och nedböjning, och även skapa diagram som visar spänningsfördelningen inom balken under olika lastförhållanden. Beam analysprogram använder en beräkningsmetod som kallas Finite Element Analysis (FEA).

En viktig faktor i balkanalys är säkerhetsmarginalen eller säkerhetsfaktor. De flesta balkar har en säkerhetsfaktor som tjänar till att överdimensionera strålen vid lastning eller andra faktorer som inte kan förutses i utformningen av balken. En överdriven säkerhetsfaktor kommer att driva en balk design som är större än nödvändigt, vilket orsakar eventuella viktproblem och högre kostnader tillverknings. Beam analysprogram kan analysera olika balk former och material, för att göra det möjligt för användaren att bedöma alternativ och väljer en slutlig stråle design som optimerar förhållandet mellan kostnad och funktionalitet.

  • Beam-analys kan användas i brobyggen.
  • Euler-Bernoulli balk ekvation används ofta för att utföra stråle analys av balkkonstruktioner.