Beam Diagrams (SolidWorks Simulation 2011)

สำหรับโหมดการวิเคราะห์แบบ Beam elements ใน SolidWorks Simulation 2011 ได้เพิ่มรูปแบบการใส่โหลดให้กับคาน (beam) แบบ Non-Uniform Distributed Load เข้ามาเพื่อให้ครอบคลุมรูปแบบการวิเคราะห์อิลิเมนต์แบบคาน โดยรูปแแบบการใส่โหลดกระทำกับคานแบบกระจายตัวไม่คงที่แบ่งออกตามตัวอย่าง ดังต่อไปนี้

1. Triangle Distributed Load

ในตัวอย่างนี้เป็นคานแบบรองรับอย่างง่าย (simply supported) โดยจุดรองรับ A เป็นแบบพิน (Pin supported) และจุดรองรับ B เป็นแบบโรลเลอร์ (Roller supported) โดยคานนี้รับแรงแบบกระจายตัวทั้งคานแบบ Triangle Distribution เท่ากับ 10 kN/m ดังแสดงในรูปด้านล่าง โดยรูปซ้ายขวาเป็นรูปแสดงโมเดลแบบ Beam mesh การกำหนดเงื่อนไขการรองรับแบบ Pin และ Roller และการกำหนดแรงแบบกระจายตัวบนคานแบบ Triangle Distribution จาก SolidWorks Simulation

อ้างอิงตัวอย่างจาก: Structural and Stress Analysis.; JIANQIAO LE; Example4-4, Page 69

ooo คำนวนด้วยมือ ooo

ผลลัพธ์จากการคำนวนด้วยมือโดยอ้างอิงจาก Structural and Stress Analysis ตามที่กล่าวไว้ในอ้างอิง ได้ผลลัพธ์ดังต่อไปนี้

>> แรงปฏิกิริยาที่จุดรองรับ; Vertical reaction at A = +10 kN↑ and Vertical reaction at B = +10 kN↑

>> สมการคำนวนหาแรงเฉือนและโมเมนต์ ณ ตำแหน่ง x ใดๆ บนคาน ดังนี้

@ span A to L/2; (0 ≤ x ≤ 2) โดยกำหนดให้ลูกศรพุ่งขึ้นเป็นบวก และหมุนทวนเข็มนาฬิกาเป็นบวก

V(x) = 10 – (5/2) x^2 and M(x) = 10x – (5/6)x^3

@span B to L/2, from B; (0 ≤ x ≤ 2) โดยกำหนดให้ลูกศรพุ่งขึ้นเป็นบวก และหมุนทวนเข็มนาฬิกาเป็นบวก

V(x) = (-10) + (5/2) x^2 and M(x) = 10x – (5/6)x^3

>> โมเมนต์ดัดสูงสุด; Maximum bending moment = +13.33 kN-m (ทวนเข็ม) เกิดที่ตำแหน่ง Shear(V) = 0 (@x = 2 m)

ooo วิเคราะห์โดยใช้ SolidWorks Simulation ooo

หลังจากำหนดเงื่อนไขการรองรับ แรงกระทำ และวัสดุ (E=200 GPa) ให้กับบีมโมเดลเสร็จแล้ว เมื่อรันโปรแกรมเสร็จสมบูรณ์จะได้ผลลัพธ์ดังนี้

>> รูปซ้ายเป็นการกำหนดแรงกระทำบนคานแบบ Triangle Distribution ในการวิเคราะห์ และรูปล่างด้านขวาแสดงผลลัพธ์การวิเคราะห์ Y-displacements (UY) ของคาน