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¿Qué es el análisis de haces?

Las vigas se utilizan alrededor de nosotros en muchas aplicaciones de ingeniería mecánica y estructural. Ellos son comúnmente utilizados para crear una base o soporte interno para una estructura más grande, tal como un edificio o un puente. Análisis de haz es una técnica utilizada para diseñar adecuadamente vigas para soportar las fuerzas y el estrés y minimizar el peso del haz, los requisitos de espacio, y el coste material. Vigas incorrectamente diseñados prematuramente pueden fallar y tener efectos catastróficos.

Análisis haz requiere una combinación de ingeniería mecánica, los principios de diseño, y las propiedades del material. El proceso implica típicamente factores que incluyen los tipos de fuerzas que se aplicarán, el lapso entre apoyos, la forma del haz, el material y el diseño de las juntas para permitir que una viga para conectar mecánicamente a otros elementos estructurales. Los diferentes tipos de diseños de haz se basan en la carga y configuraciones de montaje. Por ejemplo, vigas en voladizo están soportados en un solo extremo y requieren un diseño diferente que las vigas simples, que son compatibles en ambos extremos.

Las vigas pueden ser construidas utilizando un único material, tal como acero al carbono. También se pueden construir como una estructura compuesta o laminada que consiste de los números de diferentes capas de materiales diferentes. La construcción de un haz influirá en su flexión y la deflexión bajo carga. La deflexión de un haz depende de su longitud, la forma en que se apoya, su forma de sección transversal, el material, y donde se aplica la fuerza de desviación. Análisis Beam determinar la cantidad de flexión y deflexión.

Hasta hace poco, los métodos manuales utilizando diagramas de fuerza y ​​una serie de ecuaciones matemáticas complejas eran necesarios para el análisis de la viga. Hoy en día, este procedimiento se completa por lo general el uso de software de ingeniería que está diseñado para aceptar datos de entrada y determinar un diseño de la viga para satisfacer los criterios de rendimiento. Estos programas completan un análisis matemático de las tensiones de haz y deflexión, y también crear diagramas que muestran distribuciones de tensiones dentro de la viga bajo diversas condiciones de carga. Software de análisis de la viga utiliza un método de cálculo conocido como análisis de elementos finitos (FEA).

Una consideración importante en el análisis del haz es el margen de factor de seguridad o la seguridad. La mayoría de las vigas tienen un factor de seguridad que sirve para sobredimensionar el haz en el caso de carga u otros factores que no se puede predecir en el diseño de la viga. Un factor de seguridad excesiva pilotará un diseño de la viga que es más grande de lo necesario, causando posibles problemas de peso y el aumento de los costes de fabricación. Software de análisis de la viga puede analizar diferentes formas y materiales de haz, para permitir al usuario para evaluar las opciones y seleccionar un diseño de la viga final que optimiza la relación entre coste y funcionalidad.

  • Análisis de la viga puede ser usado en la construcción de puentes.
  • La ecuación de Euler-Bernoulli haz es comúnmente utilizado para llevar a cabo el análisis de haces de estructuras de vigas.