Анализ пути загрузки - Load path analysis

Анализ пути загрузки это техника механический и Строительная инженерия используется для определения пути максимума стресс в неоднородном нагрузка -опорный элемент в ответ на приложенную нагрузку. Анализ пути нагружения может использоваться для минимизации материала, необходимого в несущем элементе для поддержки расчетной нагрузки.

Анализ пути нагрузки может быть выполнен с использованием концепции индекса передачи нагрузки U *.[1][2][3][4]. В конструкции основная часть нагрузки передается по самому жесткому маршруту. Индекс U * представляет внутреннюю жесткость каждой точки конструкции. Следовательно, линия, соединяющая самые высокие значения U *, является основным путем нагрузки. Другими словами, основной путь нагрузки - это линия гребня распределения U * (контур) [1] Этот метод анализа был проверен в физических экспериментах.[3]

Расчет пути нагрузки с использованием индекса U *

В конструкции основная часть нагрузки передается по самому жесткому маршруту. Индекс U * представляет внутреннюю жесткость каждой точки конструкции. Следовательно, линия, соединяющая самые высокие значения U *, является основным путем нагрузки. Другими словами, основной путь нагрузки - это линия гребня распределения U * (контур). [1] Теория индекса U * была подтверждена в двух различных физических экспериментах.[3]

Поскольку индекс U * прогнозирует пути нагружения на основе жесткости конструкции, на него не влияют проблемы концентрации напряжений. Анализ передачи нагрузки с использованием индекса U * - это новая парадигма проектирования конструкции транспортных средств. [4] Он применялся при анализе и оптимизации конструкции такими производителями автомобилей, как Honda и Nissan.

а): пути загрузки на основе индекса U *; б): Распределение напряжений по Мизесу[2]

На изображении справа конструктивный элемент с центральным отверстием находится под нагрузкой. На рисунке (a) показано распределение U * и результирующие пути нагрузки, а на рисунке (b) показано фон Мизеса Распределение напряжений. Как видно из рисунка (b), более высокие напряжения могут наблюдаться в непосредственной близости от отверстия. Однако неразумно делать вывод о том, что основная нагрузка проходит через эту область с концентрацией напряжений, поскольку отверстие (в котором нет материала) не важно для восприятия нагрузки. Концентрация напряжений, вызванная структурными особенностями, такими как отверстие или надрез, затрудняет анализ передачи нагрузки.

Рекомендации

  1. ^ а б c Цинго Ван; и другие. (2015). Индекс передачи нагрузки для композитных материалов. Международный конгресс и выставка по машиностроению ASME 2015. стр. V009T12A009. Дои:10.1115 / IMECE2015-51176. ISBN  978-0-7918-5752-6.
  2. ^ а б Цинго Ван; и другие. (2016). "Расширения теории U * для приложений на ортотропных композитах и ​​нелинейных упругих материалах". Международный журнал механики и материалов в дизайне. 13 (3): 1–12. Дои:10.1007 / s10999-016-9348-z.
  3. ^ а б c Хашаяр Педжхан; Цинго Ван (2017). «Экспериментальная проверка теории индекса U * для анализа передачи нагрузки». Международный журнал систем тяжелых транспортных средств. 24 (3): 288–304.
  4. ^ а б Педжан, Хашаяр; Кузнецов, Антон; Ван, Цинго (2017). «Оценка конструкции составного компонента пассажирского транспортного средства с использованием метода индекса передачи нагрузки (U *)». Международный журнал механики и материалов в дизайне. 14 (2): 1–17. Дои:10.1007 / s10999-017-9372-7.