zweiseitig gelagerter Balken mit Einzelkraft¶

Zum Start ein einfaches Beispiel bei dem sich nur die Belastung von einer Linienlast zu einer Einzellast ausgetauscht wird.

Gegeben¶

Material¶

Stahl

Elastizitätsmodul \(E=210 \mathrm{GPa}\)
Querkontraktionszahl \(\nu=0{,}3\)

Geometrie¶

Balken mit rechteckigem Querschnitt

Länge \(L=1000 \mathrm{mm}\)
Breite \(b=30 \mathrm{mm}\)
Höhe \(h=30 \mathrm{mm}\)

Vernetzung¶

Netzgröße global: 15 mm

Randbedingungen¶

Lagerung:

Festlager auf der linken Seite
Loslager auf der rechten Seite

Belastung:

Kraft \(F=5000 \mathrm{N}\)

Hinweise¶

Analyse duplizieren

Im Workbench Projektmenü auf das Dreieck der bereits vorhandenen Analyse klicken und Duplicate auswählen

Analyse umbenennen und Geometrie in SpaceClaim öffnen

Analyse durch Doppelklick auf den Namen ändern, dann Rechtsklick Geometry → Edit Geometry in SpaceClaim... auswählen

In SpaceClaim: Split-Tool auswählen

Auf den Reiter Design klicken und Split auswählen

In SpaceClaim: Fläche in der Mitte teilen

Obere Fläche anklicken und Mauszeiger auf Kante bewegen (nicht klicken) und mit TAB zur Prozentanzeige wechseln. Anschließend 50 eingeben und mit ENTER bestätigen.

Im Projektmenü: Geometrie neu reinladen und Mechanical öffnen

Rechtsklick auf Model und anschließend auf Update und dann auf Edit... klicken.

Im Mechanical: Alte Flächenlast löschen

Im Strukturbaum: Rechtsklick auf Force (alte Flächenlast) und anschließend auf Delete klicken.

Gesucht¶

Die maximale Durchbiegung \(u_{\max }\) in mm¶

Die maximale Spannung in y-Richtung \(\sigma_{y, \max }\) in MPa¶

🎯 Lösung¶

Hier ist die korrekte Lösung für diese Übung:

Wichtige Punkte:

Einheit auf mm umstellen (nicht vergessen!)
Kraft muss auf der Kante appliziert werden (nicht auf der Fläche)
Kraftrichtung: -5000N in z-Richtung (negativ!)
Spannung in y-Richtung auswerten (Längsrichtung des Balkens)