Stiffness Method Solver

"Método de Rigidez Solver" ayuda a los estudiantes que aprenden el método de la rigidez.

Stiffness Method Solver proporciona una solución conveniente y detallada del método de rigidez en estructuras 2D.

1. ¿Por qué es conveniente?

Usando cálculos manuales, el método de rigidez puede llevar horas y es difícil saber si está en el camino correcto. Esta aplicación puede darle la solución en segundos y puede verificar rápidamente si tiene resultados razonables.

Los usuarios pueden editar la solución para que coincida con la forma en que resolvieron el problema. Pueden hacer esto intercambiando las libertades globales o cambiando la dirección de los vectores de ubicación.

Hay botones de ayuda en toda la aplicación ubicados en la parte inferior de cada paso.

Existen muchos programas de análisis estructural que hacen cálculos similares, pero los ingenieros que los construyen son conocidos por ocultar sus cálculos. Esta aplicación muestra todos los cálculos y explica cada uno de los pasos necesarios para resolver el problema.

2. ¿Qué es el método de rigidez?

El método de rigidez es un análisis estático de una estructura. Para los propósitos de esta aplicación, estática significa que la estructura está en equilibrio y en reposo. Las estructuras están formadas por nodos (puntos con diferentes condiciones de restricción) y elementos (materiales 1D que conectan nodos entre sí). Luego se aplican cargas a la estructura.

La suposición principal es que los desplazamientos son pequeños. Esta suposición es clave, ya que permite derivar la solución bajo geometría lineal, la elasticidad lineal y los radianes pueden intercambiarse con gradientes. Debido a este comportamiento lineal, se puede utilizar el álgebra lineal, lo que da lugar al uso de cálculos matriciales.

Las matrices se usan para describir la rigidez de las estructuras y se transponen, invierten, multiplican y agregan para obtener soluciones. Los cálculos matriciales pueden ser difíciles, pero son manejados fácilmente por una computadora.

3. ¿Qué hay en la solución detallada?

La aplicación puede determinar si el tipo de estructura es un truss, viga o marco. La solución incluye:

Preprocesamiento de datos

- Los cosenos direccionales

- Las libertades del elemento

- Las matrices de rigidez local del elemento

- Las matrices rotacionales de elementos

- Las matrices de rigidez global del elemento

- La matriz de rigidez global

Solucionador

- El inverso de K11

Desplazamientos

- Los desplazamientos globales en cada libertad

- Los desplazamientos locales en cada elemento

Cuerpo libre

- Los valores de estructura de cuerpo libre (global)

- Los valores del cuerpo libre del elemento (local)

- Los diagramas de cuerpo libre

Ecuaciones y estado final

- Las ecuaciones en cada elemento *

- Los puntos críticos (estacionarios y finales) de cada ecuación

- Los diagramas de cada ecuación

- La posición final (estado de equilibrio)

* Las ecuaciones incluyen:

- Fuerza axial / Esfuerzo axial / Esfuerzo axial / Deformación axial

- Fuerza de corte / tensión de corte / tensión de corte

- Momento de flexión / curvatura / rotación / deflexión

4. ¿Qué se incluye en la compra en la aplicación?

Con la versión estándar de la aplicación, los usuarios tienen acceso a todos los datos de preprocesamiento y al solucionador.

La "Solución completa" de compra en la aplicación proporciona resultados adicionales que incluyen: Desplazamientos, datos de cuerpo libre, ecuaciones y estado final. Antes de comprar, si desea comprender más acerca de los resultados adicionales, los usuarios tienen acceso a tres archivos de ejemplo que muestran los resultados completos.

5. ¿Funciona?

El código ha sido probado con preguntas de un libro de texto (y es correcto) con 8 truss, 17 beam y 12 soluciones de cuadro. La aplicación ha sido probada en múltiples dispositivos.