Doğrusal Çubuk Elemanlar

Mekanik Model

Doğrusal çubuk model sadece eksenel rijitliğe sahiptir. Küçük-şekil değiştirme/küçük-yer değiştirme teorisini temel almaktadır (doğrusal teori)¹³. Elemanlarda eğilme, enine-kayma ya da burulma yoktur. Bünye denklemlerinin elastik olması gerekmektedir (“yay yasası”) ancak bir bağ çubuğunu örnek olarak ilerleyen pekleşme yumuşama ile modelleyebilmek amacıyla tek yönlü doğrusal olmayan şekilde olabilir. Kullanıcı yay yasasında ayrıca bir ısıl genleşme de tanımlayabilmektedir.

Kinematik, şekil değiştirmeler ve gerilmeler

Bu elemanların her noktada üç serbestlik derecesi (DOFs) bulunmaktadır (global eksen bazlı Ux, Uy ve Uz
yer değiştirmeleri).

Şekil değiştirme/gerilme teorilerinin (küçük şekil değiştirme teorisi) kesit içerisinde ve her eleman boyunca tamamen eksenel ve düzgün olduğu varsayılır.

Çıktı olarak elde edilen gerilme gerçekte bileşke gerilmedir ve her zaman elemanın aksı boyuncadır:

Rijitliği, K = E S şeklinde tariflenen bir doğrusal yay yasası için kuvvet şu şekilde yazılabilir:

Geometri

Bu elemanlar düzgün kesite sahiptir (değişkenlik yoktur ancak kesit bir elemandan diğerine farklı olabilir). İkinci dereceden çubuk eleman (3KENAR) bulunmamaktadır.

Ortalama çizginin kaçıklığına izin verilmemektedir.

Yükler

Mekanik yükler (sadece KUVVET) noktasal, düzgün yayılı ve trapezoidal yayılı olabilir.

Isıl yükler her eleman üzerinde sadece düzgün yayılı olabilir.

Notlar

• Çubuk elemanın kütlesi ve sönüm değeri yoktur.

Open

matrisi, aşağıdaki şekilde sıralanmış serbestlik dereceleriyle basitçe yazılabilir:

¹³ Tam doğrusal olmayan teori esaslı geometrik rijitlik matrisi hariç.