Zkušební článek - Jak definovat správnou polohu zatížení (vsazené síly)

Skutečný závěs vs teoretický závěs

Abychom zajistili shodu výpočtového modelu se skutečným tvarem spoje, musíme se zamyslet nad místem působení smykové síly, zejména v případě kloubového spoje. 

Jedná se o schematický "skutečný" tvar konstrukčního spoje (vlevo) a jeho konstrukční model použitý pro výpočet (vpravo).

V IDEA StatiCa Connection definujeme uzlové síly na každém konstrukčním prvku. Toto je příklad momentového spoje (s aplikovanou smykovou silou a ohybovým momentem). 

Momentové připojení

Příslušné průběhy vnitřních sil na vodorovném prutu spojeném momentovým spojem. 

Ohybové momenty podél prvků v IDEA StatiCa Connection jsou zjednodušeny jako lineární, počínaje hodnotou momentu zadanou v záložce Účinky zatížení a šíří se jako lineární funkce zadané smykové síly směrem k volnému konci dílce.

Podívejte se na video pojednávající o průběhu ohybového momentu a dalších důležitých informacích.

Kloubové připojení

U kloubu je aplikovaný ohybový moment roven nule a průběhy vnitřních sil na vodorovném prutu mohou vypadat takto:

Výše uvedený obrázek odpovídá ideální situaci, kdy teoretická poloha kloubu je přímo v teoretickém uzlu. Ve skutečnosti je skutečný bod rotace (kloub) posunut od bodu teoretického uzlu (obvykle průsečík os prutů). Předpokládáme, že u šroubových spojů je bod otáčení ve středu skupiny šroubů.

Nyní porovnejme situaci, kdy se nulový ohybový moment uvažuje v uzlu (vlevo) a kdy posuneme polohu smykové síly (a tím i nulového ohybového momentu) do skutečného bodu rotace (vpravo).

Nastavení polohy sil

V aplikaci lze polohu smykové síly definovat v sekci Model daného prutu. Rozdíl mezi těmito dvěma případy je uveden zde: 

Vlevo: Síly v uzlu   vpravo: Síly ve šroubech

V situaci vlevo vzniká v místě kloubu ohybový moment, který způsobí, že se prut otočí nahoru. Tento moment (pocházející ze smykové síly, která lineárně roste od uzlového bodu) vyvolává nesprávné chování vodorovného prutu. 

Nastavení můžeme snadno opravit posunutím smykové síly tak, aby působila v poloze závěsu. V takovém případě (obrázek vpravo) se vodorovný nosník vychýlí podle očekávání.

Třetí možností jsou Síly v poloze. U některých operací, zejména při vytváření spoje jako sestavy základnějších operací (např. výztužný plech, řez, rastr šroubů), nemá funkce Síly ve šroubech žádný vliv a nedochází k posunu nulového ohybového momentu do předpokládaného kloubu.

Proto je třeba zvolit metodu Síly v poloze a zadat příslušnou vzdálenost X.

Záznam webináře

Podívejte se na záznamy našich minulých webinářů, kde se diskutovalo o poloze smykové síly. 

Poloha vnitřních sil v uzlech, kterou získáme ze statického modelu, může být excentricitou posunuta od počátku. Tento efekt podceňuje vnitřní síly působící na spoj. Podívejme se, jak změnit polohu vnitřních sil přímo v provozu a vyhnout se nesprávným výsledkům.