🌉 Конструктор Мосту

Метод скінченних елементів для аналізу ферм. Прикладіть навантаження до будь-якого нижнього вузла та побачте забарвлення елементів за внутрішнім зусиллям: синій = розтяг, червоний = стиск. Деформація збільшена у 50×.

Міст

Тип ферми Панелі 6 Відносна висота 0.25

Навантаження

Вузол (знизу) 3 Сила (кН) 200

Результати

Макс. розтяг—

Макс. стиск—

Макс. прогин—

Коеф. запасу—

Розтяг

Стиск

~Нуль

Опори: шарнір (ліворуч) + каток (праворуч). EA = 200 ГПа × 0.01 м². Деформація збільшена ×50.

Схожі симуляції

🌉 Структурний аналіз мосту ⏳ Піщаний Автомат 🌈 Атмосферна Оптика ⚙️ Механізми 🎱 Більярд 3D 🧱 Руйнування твердих тіл

Дізнайся більше

📖 Finite Element Method Explained 📖 Finite Element Method (FEM) Explained Simply

🌉 Конструктор Мосту

Про цю симуляцію

Ця симуляція аналізує плоску мостову ферму методом скінченних елементів (МСЕ) — тією самою числовою технікою, якою інженери-будівельники розраховують реальні сталеві та дерев'яні мости. Кожен елемент розглядається як осьовий стрижень, а розв'язувач обчислює, як конструкція прогинається і як внутрішні зусилля розподіляються під навантаженням. Це наочне пояснення, чому трикутникові ферми так ефективно перекривають прольоти.

Як це працює

Обрана геометрія ферми (Ворен, Прат або Хоу) будується як вузли, з'єднані стрижневими елементами.
Глобальна матриця жорсткості K складається з жорсткості та орієнтації кожного елемента.
Шарнірна опора (ліворуч) і каток (праворуч) фіксують конструкцію, після чого система Ku = F розв'язується методом Гаусса.
Осьові зусилля елементів обчислюються та відображаються: синій — розтяг, червоний — стиск, товщина пропорційна величині.

Ключові рівняння

K u = F — K це глобальна матриця жорсткості, u вузлові переміщення, F прикладені навантаження. Жорсткість кожного елемента — k = EA / L, де E це модуль Юнга (200 ГПа), A площа перерізу (0.01 м²), а L довжина. Осьове зусилля: N = (EA/L)(c·Δu + s·Δv).

Керування

Тип ферми — перемикання між конфігураціями Ворена, Прата та Хоу.
Панелі — кількість секцій у прольоті.
Відносна висота — висота ферми відносно її довжини.
Вузол — який нижній вузол несе зосереджене навантаження.
Сила — величина спрямованого вниз навантаження у кН.

А чи знали ви?

У фермі Прата діагоналі нахилені до центру й працюють на розтяг під дією сили тяжіння, тоді як коротші вертикалі сприймають стиск — на противагу фермі Хоу. Саме ця відмінність дозволяла інженерам XIX століття використовувати дешевші залізні стрижні там, де потрібен був розтяг, а якісної сталі бракувало.