مجموعة كاملة للتحليل والتصميم الهندسي
احسب الإجهاد الشدي والضغطي في المواد.
احسب انفعال المادة من التشوه.
احسب معامل المرونة للمواد.
تحديد معامل القص من الخصائص المرنة.
فهم خصائص المواد الأساسية أمر أساسي في التصميم الهندسي. علاقة الإجهاد-الانفعال تحدد كيفية تشوه المواد تحت الأحمال المطبقة. حاسبة الإجهاد وحاسبة الانفعال تساعدان في تحديد هذه الخصائص الحرجة للمادة.
الإجهاد العادي (σ) يُحسب بقسمة القوة المطبقة على مساحة المقطع العرضي. هذا أحد أهم الحسابات الأساسية في مقاومة المواد. الإجهاد الشدي يحدث عند سحب المواد، بينما الإجهاد الضغطي عند الضغط.
الانفعال (ε) يمثل التشوه نسبة إلى الأبعاد الأصلية. هو كمية لا أبعاد تبين كم يتمدد أو ينضغط المادة. معامل يونغ (E) يربط الإجهاد بالانفعال ويشير إلى صلابة المادة.
معامل القص (G) يقيس مقاومة التشوه القصي. استخدم معامل بواسون للتحويل بين الثوابت المرنة المختلفة لتوصيف المادة الكامل.
احسب أقصى عزم انحناء في العارضات.
احسب قوة القص في مقاطع العارضة.
احسب انحراف العارضة تحت الأحمال.
احسب إجهاد الانحناء في العارضات.
تحليل العارضة حرج للتصميم الإنشائي. حاسبة عزم الانحناء تحدد العزوم الداخلية التي تسبب انحناء العارضة. أقصى عزم انحناء عادة في مركز العارضات المفردة الارتكاز تحت أحمال نقطية.
قوة القص تمثل القوى الداخلية عمودية على محور العارضة. حاسبة قوة القص تساعد في تحديد أماكن أقصى إجهاد قص. مخططات قوة القص (SFD) ومخططات عزم الانحناء (BMD) أدوات أساسية لفهم سلوك العارضة.
انحراف العارضة هو الإزاحة الرأسية تحت الحمل. حاسبة انحراف العارضة تستخدم الصيغة δ = PL³/(48EI) للعارضات المفردة الارتكاز. الانحراف الزائد قد يسبب مشاكل في الخدمة حتى لو كانت القوة كافية.
حاسباتنا تتعامل مع حالات تحميل متعددة: أحمال نقطية، أحمال موزعة منتظمة (UDL)، أحمال مثلثة، وتكوينات دعم متنوعة بما في ذلك الكابولي والمفرد الارتكاز.
احسب I للمقاطع المستطيلة.
احسب I للمقاطع الدائرية.
احسب معامل المقطع لتصميم العارضة.
احسب J للأعمدة الدائرية.
عزم العطالة (I)، المعروف أيضاً بعزم المنطقة الثاني، حرج لتصميم العارضة والعمود. يقيس توزيع المساحة حول محور. حاسبة عزم العطالة تتعامل مع الأشكال القياسية: مستطيلات، دوائر، أنابيب، عارضات I، وقنوات U.
للمقاطع المستطيلة: I = (b×h³)/12. للدائرية: I = πr⁴/4. عزوم العطالة الأكبر تعني انحراف أقل وقوة انحناء أكبر.
معامل المقطع (W) هو نسبة عزم العطالة إلى المسافة من المحور المحايد: W = I/c. حاسبة معامل المقطع أساسية لتصميم العارضة، حيث يرتبط إجهاد الانحناء مباشرة بمعامل المقطع.
العزم القطبي للعطالة (J) يستخدم لتحليل الالتواء في الأعمدة. للأعمدة الدائرية الصلبة: J = πd⁴/32. الحاسبة تتعامل مع المقاطع الدائرية الصلبة والمجوفة.
تحليل إجهاد الالتواء في الأعمدة.
احسب توزيع إجهاد القص.
احسب الإجهاد المكافئ.
احسب الانحراف الزاوي في الأعمدة.
الالتواء يحدث عند تطبيق عزم (لحظة التواء) على الأعمدة. حاسبة الالتواء تحسب أقصى إجهاد التواء: τ = T·r/J. الأعمدة تواجه أقصى إجهاد قص في الألياف الخارجية.
زاوية الالتواء (θ) تمثل الانحراف الزاوي على طول العمود. الصيغة θ = TL/(GJ) تبين أن الأعمدة الأطول وعزوم القطبية الأصغر تؤدي إلى التواء أكبر. استخدم حاسبة زاوية الالتواء لضمان صلابة العمود الكافية.
إجهاد القص (τ) يتطور عبر مقاطع العارضة عمودياً على الانحناء. الصيغة τ = V·Q/(I·b) تبين كيف يختلف القص عبر المقطع. أقصى قص غالباً عند المحور المحايد.
إجهاد فون ميزس المكافئ (σ_vm = √(σ² + 3τ²)) يجمع الإجهادات العادية والقصية للتنبؤ بالفشل في المواد اللدنة. حاسبة إجهاد فون ميزس أساسية لحالات التحميل المعقدة.
تحديد حمل الانهيار الحرج.
احسب إجهادات التماس.
احسب سعة قص البرغي.
تحويل العزم إلى قوة شد مسبق.
احسب الإجهاد في اللحامات.
التنبؤ بعمر المكون الإجهادي المتكرر.
فشل الإجهاد المتكرر يحدث بعد دورات تحميل كثيرة عند إجهادات أقل من حد الخضوع. حاسبة عمر الإجهاد المتكرر تستخدم منحنيات S-N (فوهلر) للتنبؤ بعمر المكون.
العلاقة بين الإجهاد (S) ودورات الفشل (N) لوغاريتمية: log(N) = [log(S_f) - log(S)]/m. الإجهادات الأعلى تقلل العمر؛ الإجهادات الأقل تطيله. الميل (m) يعتمد على المادة والبيئة.
تأثيرات الإجهاد المتوسط حرجة—المكونات تحت إجهاد متوسط شدي تفشل أسرع من تلك تحت إجهاد متوسط صفري. مخطط غودمان يأخذ في الاعتبار الإجهاد المتوسط عند التنبؤ بقوة الإجهاد المتكرر.
التطبيقات الشائعة تشمل الأعمدة الدوارة، مكونات المحرك، أنظمة التعليق، وهياكل الطائرات. استخدم حاسبتنا للتحقق من سلامة الإجهاد المتكرر الكافية للتحميل الدوري.
عوامل تركيز الإجهاد وتأثيرات تشطيب السطح تقللان قوة الإجهاد المتكرر في المكونات الحقيقية. ممارسة التصميم المحافظ تشمل هوامش أمان 2-4 على عمر الإجهاد المتكرر.