SolidWorks – Analiza naprężeń w dwuteowniku
Metoda Elementów Skończonych
Oprogramowanie SolidWorks, oprócz szerokiego wachlarza narzędzi do budowania geometrii, zapewnia również moduł Simulations pozwalający na przeprowadzenie analiz termo-wytrzymałościowo-zmęczeniowych. Poniższy przykład przedstawia belkę ze stali stopowej o długości 1 m i przekroju dwuteownikowym. Belka na jednym końcu jest podparta sztywno, natomiast na drugim końcu zadane jest osiowe obciążenie zewnętrzne. Szacowane maksymalne naprężenie w belce wynosi 53.32 MPa, natomiast jej ugięcie ok. 5 mm.
Załóżmy, że dokładnie ta sama belka obciążona zostanie tą samą siłą, ale odsuniętą od osi pionowej o 10 mm – zostanie ona obciążona mimośrodowo. W tym przypadku w belce pojawi się dodatkowy efekt zwichrzenia, a maksymalne naprężenia zredukowane wyniosą 62.92 MPa przy ugięciu 5.4 mm.
Przesunięcie miejsca przyłożenia obciążenia zewnętrznego o 10 mm (przy zachowaniu wszystkich innych parametrów stałych) spowodowało wzrost naprężeń w belce o 18% oraz zwiększenie ugięcia o 8%. Belki o przekrojach dwuteownikowych nie radzą sobie dobrze z przenoszeniem obciążeń mimośrodowych i wymagają dodatkowych usztywnień zapobiegających zwichrzeniu.