Beam Deflection Calculator

Nöqtə yükünün mövqeyi beam-ın maksimum defleksiyasına əhəmiyyətli dərəcədə təsir edir. Yük sadəcə dəstəkli beam-ın mərkəzində tətbiq olunduqda, defleksiya maksimum olur, çünki bükülmə anı mərkəzdə ən yüksəkdir. Lakin yük bir dəstəklə daha yaxın tətbiq olunursa, defleksiya azalır, çünki bükülmə anı qeyri-bərabər paylanır, yaxın dəstək daha çox müqavimət göstərir. Bu əlaqəni başa düşmək, kritik sahələrdə defleksiyanı minimuma endirmək üçün beam dizaynını optimallaşdırmaq üçün vacibdir.

İnertiya anı beam-ın kəsiyinin geometrik xüsusiyyətidir ki, bu da bükülməyə müqavimətini müəyyən edir. Bu, beam-ın sərtliyinə və nəticədə yük altında defleksiyasına birbaşa təsir edir. Məsələn, dikdörtgen beam-ın inertiya anı hündürlüyünün kubuna mütənasibdir, yəni beam-ın hündürlüyünü artırmaq defleksiyanı əhəmiyyətli dərəcədə azaldır. Mühəndislər bu xüsusiyyəti daha az deformasiya ilə daha yüksək yükə dözə bilən beam-lar dizayn etmək üçün istifadə edirlər, bu da struktur analizində kritik bir faktordur.

Young'un Modulu materialın sərtliyinin ölçüsüdür və bir beam-ın verilmiş yük altında nə qədər defleksiya edəcəyini birbaşa təsir edir. Daha yüksək Young'un Modulu olan materiallar, məsələn, polad (200 GPa), daha sərt olur və alüminium (70 GPa) kimi daha aşağı modulu olan materiallara nisbətən daha az defleksiya göstərir. Beam üçün material seçərkən mühəndislər sərtlik, çəkini və qiyməti tarazlaşdırmalıdırlar, çünki bu faktorlar birgə beam-ın performansına və müəyyən bir tətbiqdəki uyğunluğuna təsir edir.

Bir ümumi yanlış anlama, beam-ın enini artırmağın defleksiyaya hündürlüyünü artırmaqla eyni təsiri olduğu düşüncəsidir. Əslində, beam-ın hündürlüyü inertiya anı ilə kubik əlaqəsi səbəbindən daha böyük təsirə malikdir, halbuki enin xətti əlaqəsi vardır. Başqa bir yanlış anlama, defleksiyanın yalnız yük böyüklüyündən asılı olduğu düşüncəsidir; lakin yük mövqeyi, material xüsusiyyətləri və beam geometrisi kimi faktorlar da eyni dərəcədə kritik rol oynayır. Bu prinsipləri başa düşməmək suboptimal dizaynlara səbəb ola bilər.

Mühəndislər Young'un Modulu daha yüksək olan materiallardan istifadə edərək, beam-ın kəsiyinin geometrisini tənzimləyərək və ya kompozit materiallardan istifadə edərək beam dizaynını optimallaşdıra bilərlər. Məsələn, beam-ın kəsiyinin hündürlüyünü artırmaq, inertiya anı hesablamasındakı kubik əlaqə səbəbindən defleksiyanı əhəmiyyətli dərəcədə azaldır. Həmçinin, boş və ya I şəklində kəsiklər istifadə edərək çəkini azaltmaqla yanaşı struktur bütövlüyünü qorumaq mümkündür. Karbon lifli və ya digər yüksək güclü materialların daxil edilməsi kimi müasir texnikalar, əhəmiyyətli çəkidən əlavə etmədən performansı daha da artırmağa kömək edə bilər.

İcazə verilən beam defleksiyası üçün sənaye standartları tətbiqə və müvafiq kodlara görə dəyişir, məsələn, Amerika Polad Tikinti İnstitutu (AISC) və ya Eurocode. Məsələn, yaşayış tikintisində, defleksiya limitləri adətən L/360 (beam uzunluğu 360-a bölünür) olaraq təyin edilir, bu da struktur bütövlüyünü və rahatlığı təmin etmək üçündür. Sənaye tətbiqlərində, həssas avadanlıqlara zərər verməmək üçün daha sərt limitlər tətbiq oluna bilər. Mühəndislər bu standartlara riayət etməlidirlər ki, təhlükəsizlik, funksionallıq və tənzimləmələrə uyğunluq təmin edilsin.

Beam-ın uzunluğu həm defleksiya, həm də bükülmə anları üzərində dərin təsirə malikdir. Defleksiya beam-ın uzunluğunun kubu ilə artır, yəni uzunluğu iki dəfə artırmaq, bütün digər faktorlar sabit qaldıqda defleksiyanı səkkiz dəfə artırır. Eyni zamanda, daha uzun beam-lar daha yüksək bükülmə anları yaşayır, çünki tətbiq olunan yük üçün lever arm uzanır. Bu səbəbdən daha uzun aralıqlar tez-tez struktur performansını qorumaq və defleksiyanı minimuma endirmək üçün daha dərin və ya daha güclü beam-lar tələb edir.

Defleksiyanın həddindən artıq olduğu ssenarilərdə təhlükəsizlik, funksionallıq və ya estetikaya zərər verə biləcəyi yerlərdə dəqiq beam defleksiyası analizi kritikdir. Məsələn, körpülərdə defleksiya nəqliyyat təhlükəsizliyinə və struktur bütövlüyünə təsir edir; yüksək binalarda, küləkdən yaranan defleksiya, sakinlərin rahatlığı üçün minimuma endirilməlidir; və sənaye avadanlıqları dəstəklərində, həddindən artıq defleksiya maşınların düzülüşünü pozur. Həmçinin, cantilever balkonlar kimi memarlıq tətbiqlərində defleksiyanı idarə etmək, görünən sagging-i qarşısını almaq və uzunmüddətli davamlılığı təmin etmək üçün vacibdir.