Анализ пути нагрузки - Load path analysis
Анализ пути нагрузки представляет собой метод механической и строительной техники используется для определения пути максимального напряжения в неоднородных нагрузках водоносного элемента в ответ на приложенную нагрузку. Анализ пути нагружения может использоваться для минимизации материала, необходимого в несущем элементе для поддержки расчетной нагрузки.
Анализ пути нагружения может быть выполнен с использованием концепции индекса передачи нагрузки 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). Этот метод анализа был проверен физическими экспериментами.
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). Теория индекса U * была подтверждена в двух различных физических экспериментах.
Поскольку индекс U * предсказывает пути нагружения на основе жесткости конструкции, на него не влияют проблемы концентрации напряжений. Анализ передачи нагрузки с использованием индекса U * - это новая парадигма проектирования конструкций транспортных средств. Он применялся при анализе и оптимизации конструкции такими производителями автомобилей, как Honda и Nissan .
На изображении справа структурный элемент с центральным отверстием находится под нагрузкой. На рисунке (а) показано распределение U * и результирующие траектории нагрузки, а на рисунке (b) показано распределение напряжения по Мизесу . 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, потому что отверстие (в котором нет материала) не важно для восприятия нагрузки. Концентрация напряжений, вызванная структурными особенностями, такими как отверстие или выемка, затрудняет анализ передачи нагрузки.