UK 
EnglishТипова
Polski🌉 Структурний аналіз мосту
Симуляція плоскої ферми мосту методом прямої жорсткості. Збирайте глобальну матрицю жорсткості, прикладайте навантаження, вирішуйте переміщення вузлів та спостерігайте теплову карту сил у стрижнях.
Про цю симуляцію
Ця симуляція аналізує двовимірну ферму мосту методом прямої жорсткості — матричною формою методу скінченних елементів для шарнірно-з'єднаних каркасів. Кожен стрижень додає локальний член жорсткості до глобальної матриці, і система [K]{u} = {F} розв'язується для переміщень вузлів методом Гаусса з частковим вибором головного елемента. З цих переміщень модель відновлює осьові зусилля в стрижнях, деформовану форму та максимальний прогин, тому ви можете спостерігати в реальному часі, як рухоме навантаження перерозподіляє розтяг і стиск по конструкції.
🔬 Що показано
Шестипанельна ферма прольотом 60 м і висотою 10 м у конфігурації Пратта, Хоу або Воррена. Розв'язувач збирає глобальну матрицю жорсткості з осьової жорсткості EA/L та орієнтації кожного стрижня, застосовує шарнірну й котки опори через штрафний член і розв'язує для переміщень. Стрижні забарвлені синім при розтягу та червоним при стиску, масштабовано до найбільшого зусилля в конструкції.
🎮 Як користуватись
Оберіть тип ферми (Пратт, Хоу або Воррен) і матеріал (сталь E=200 ГПа або алюміній E=70 ГПа). Повзунок навантаження задає точкове навантаження від 10 до 300 кН, положення навантаження переміщує його вздовж нижнього поясу до найближчого вузла, а масштаб прогину перебільшує намальовану деформацію від 5 до 200 разів. Показники повідомляють максимальний розтяг, максимальний стиск, максимальний прогин та реакції опор.
💡 Чи знали ви?
У фермі Пратта діагональні стрижні несуть розтяг під центральним навантаженням униз, тоді як у фермі Хоу ті самі діагоналі несуть стиск. Оскільки сталь міцніша на розтяг, а довгі стиснуті елементи можуть втрачати стійкість, конфігурацію Пратта історично віддавали перевагу для сталевих залізничних мостів.
Часті запитання
Що таке метод прямої жорсткості?
Це матрична форма методу скінченних елементів, що застосовується до каркасних конструкцій. Кожному стрижню присвоюється матриця жорсткості 4×4 на основі його осьової жорсткості EA/L та кута нахилу, і вони додаються в одну глобальну матрицю K. Розв'язання рівняння K помножити на u дорівнює F дає переміщення вузлів, з яких випливають зусилля в стрижнях.
Що означають розтяг і стиск тут?
Стрижень у розтягу розтягується і тягне свої вузли всередину; стрижень у стиску стискається і штовхає свої вузли назовні. Симуляція обчислює осьове зусилля кожного стрижня за зміною його довжини й забарвлює його синім для розтягу або червоним для стиску, з інтенсивністю, пропорційною найбільшому наявному зусиллю.
Чим відрізняються варіанти Пратта, Хоу і Воррена?
Вони відрізняються розташуванням діагоналей. Діагоналі Пратта нахилені до центру й переходять у розтяг під навантаженням, діагоналі Хоу нахилені в інший бік і переходять у стиск, а ферма Воррена використовує чергування діагоналей, що утворюють трикутники без вертикальних стрижнів. Зміна типу перебудовує геометрію та повторно розв'язує модель.
Чому деформація виглядає перебільшеною?
Реальні пружні прогини жорсткої сталевої ферми дуже малі відносно її прольоту, часто лише кілька міліметрів, тож вони були б непомітні в справжньому масштабі. Повзунок масштабу прогину множить намальовані переміщення від 5 до 200 разів, щоб ви могли чітко бачити деформовану форму. Значення прогину, що відображається, залишається справжнім немасштабованим числом у міліметрах.
Чи фізично точний цей аналіз?
Це достовірна лінійно-пружна модель ферми: шарнірно-з'єднані стрижні, що несуть лише осьове зусилля, малі переміщення та опори у вигляді одного шарніра й однієї котки. Вона відтворює реалістичний розподіл зусиль і тенденції зі зміною навантаження, матеріалу й геометрії. Вона не моделює втрату стійкості стрижнів, власну вагу, жорсткість вузлів чи великі переміщення, тож розглядайте її як навчальний інструмент, а не проєктний нормативний розрахунок.