Model nonlinear yang mudah untuk deformasi balok yang besar

13

Saya memiliki subjek balok terhadap gaya puntir dan / atau tekukan serta gaya kompresi linier di sepanjang sumbu utamanya. Ini dimodelkan sebagai balok isotropik , tetapi jika anisotropik tidak terlalu jauh maka tidak apa-apa juga. Balok mampu deformasi besar sehingga deformasi maksimumnya adalah:

140 derajat dalam lentur murni
140 derajat dalam memutar murni
70 derajat lentur + 70 derajat memutar

Apa teori balok nonlinier yang berlaku yang dapat saya terapkan untuk masalah ini menggunakan persamaan daripada solusi berbasis perangkat lunak apa pun?

Saya suka menggunakan teori balok dasar Euler-Bernoulli , tetapi asumsi membuatnya tidak valid dalam kasus ini dan saya mencari sesuatu yang berada dalam nada yang sama sejauh perhitungan berjalan dan tidak memerlukan matematika yang jauh lebih maju secara signifikan.

Idealnya teori yang mereduksi masalah menjadi seperangkat persamaan yang dapat diselesaikan tanpa memerlukan beberapa halaman perhitungan tensor yang sulit untuk diikuti.

mechanical-engineering beam applied-mechanics

— imacube
sumber

Saya tidak berpikir Anda akan mendapatkan jawaban yang memuaskan untuk pertanyaan Anda: non-linear DAN tidak ada perangkat lunak. Materi apa yang kita bicarakan di sini? Karet?

— Tim H

Itu adalah PDMS. Sebagian besar saya bermaksud bahwa saya tidak ingin menggunakan perangkat lunak di mana saya pasang kekuatan, momen dan modulus saya untuk mendapatkan hasil seperti ANSYS. Saya bermaksud menggunakan matlab untuk menyelesaikan persamaan yang diperlukan.

— imacube

2

Kata-kata "mudah" dan "paling mudah" menyuntikkan beberapa elemen opini ke dalam pertanyaan ini. Anda dapat memperbaikinya dengan memperkenalkan beberapa kriteria obyektif tentang apa yang dapat diterima, misalnya, Anda dapat membatasinya pada teori yang biasanya diajarkan dalam kurikulum sarjana, membatasi pekerjaan tingkat pascasarjana.

— Paul Gessler

Pencarian cepat di scholar.google.com menunjukkan banyak artikel yang berurusan dengan berkas PDMS ... tidak yakin apa yang akan Anda akses, tetapi sepertinya banyak PDF tersedia tanpa berlangganan ke situs .

— andy mcevoy

1

Meludah saja di sini, tapi bagaimana dengan Timoshenko? Terlalu sederhana?

— Rick mendukung Monica

2

Ini mungkin tidak sepenuhnya menjawab pertanyaan Anda, tetapi mudah-mudahan ini akan menjadi awal yang baik. Saya pikir model massa terdistribusi akan menjadi pendekatan yang baik untuk ini, jadi saya melakukan pencarian dan menemukan makalah ini:

Simulasi Tubuh Lunak Mampudeformasi Real-Time menggunakan Pendekatan Mass-Spring Terdistribusi (PDF)

Saya juga menemukan ini, yang melampaui apa yang Anda butuhkan, termasuk variabel lintas-bagian dan tekanan semata:

Batangan di bawah Pemuatan Torsional: Pendekatan Teori Balok Umum

Saya pikir yang kedua ini adalah apa yang Anda butuhkan, saya termasuk yang pertama karena saya benar-benar dapat memahaminya sedangkan yang kedua jauh di luar saya. Jika Anda dapat menyederhanakan bit yang tidak Anda butuhkan dengan mengganti konstanta yang sesuai, itu mungkin yang Anda cari.

— jhabbott
sumber

2

Jawaban ini dapat menggunakan lebih banyak informasi tentang konten yang ditautkan.

— Air

2

Pertanyaan serupa telah diajukan di situs dengan jawaban yang diposting di sini yang menunjukkan persamaan diferensial yang menentukan untuk deformasi balok yang besar.

Pertanyaan itu diajukan untuk pemuatan seragam pada balok kantilever, tetapi solusinya dapat diperluas untuk pemuatan umum dan kondisi batas.

— bern
sumber

0

Anda belum menyebutkan beban apa yang ingin Anda terapkan untuk deformasi lentur / puntir. Fiberglass (S-glass) memiliki perpanjangan sekitar 2 persen dan digunakan dalam Elastica / lompat galah / Bow Archery / poros baling-baling mobil dan aplikasi deformasi besar yang serupa, merupakan pilihan bahan yang dapat dipertimbangkan.

Karena memutar itu besar,

1) Bagian tidak simetris untuk penempatan eksentrik pusat geser untuk balok saluran
2) Fleksibel interleaving elastomer antara lapisan komposit atau pilihan sistem resin yang sesuai dapat ditunjukkan.

Analisis ini membutuhkan pertimbangan gaya-gaya in-plane / bending yang terjadi bersamaan. Rumus interaksi yang melibatkan EI / GJ juga digunakan untuk dimensi struktural. Dengan ANSYS Anda harus menggunakan analisis deformasi besar.

— Narasimham
sumber

-3

Jika Anda memiliki akses ke Matlab, balok dapat dimodelkan sebagai kumpulan Elemen Hingga. Kemudian sistem dapat direpresentasikan dengan Mass Matrix, Spring Constant Matrix, dan Damping Constant Matrix. Himpunan Pasukan juga dapat direpresentasikan sebagai Force Vector. Dengan menyelesaikan persamaan Anda memiliki stres (sigma), regangan (epsilon), dan defleksi (delta).

— Narada
sumber

Ini sangat menyesatkan, karena tidak mengatakan apa pun tentang aspek perpindahan besar dari pertanyaan itu. Juga, pertanyaannya tampaknya tentang analisis statis, dalam hal ini massa dan matriks redaman tidak relevan.

— alephzero

Metode elemen hingga juga berurusan dengan defleksi kecil. Bukan defleksi besar.

— Tandai