Геометрические характеристики отвечают на вопрос «какое сечение», карты напряжений — «как оно работает под нагрузкой». Блок «Напряжения» принимает внутренние усилия и строит изополя по всей площади сечения на конечно-элементной сетке — как в больших комплексах, где напряженное состояние смотрят не в одной точке, а по полю.
Усилия на сечение
Задаются шесть компонент: продольная сила N, изгибающие моменты M_y и M_z, поперечные силы Q_y и Q_z, крутящий момент T. Источник усилий — расчет стержневой системы: для балки это экстремумы из эпюр, знак и координаты которых дает модуль расчета балки.
Пять компонент напряжений
- Нормальные σ_zz — от продольной силы и изгиба в двух плоскостях;
- Касательные τ — от поперечных сил и кручения, по конечно-элементному решению;
- Главные σ₁ и σ₃ — растягивающий и сжимающий экстремумы;
- Эквивалентные по Мизесу σ_vM — свертка компонент для проверки пластического критерия.
Как читать карту
Изополя строятся непрерывной интерполяцией по треугольной сетке второго порядка; тумблер «Показать сетку FEM» открывает саму дискретизацию — видно, на чем получен результат. Нормальные напряжения при изгибе линейны по высоте — карта иллюстрирует σ = M·y/I нагляднее любой формулы; касательные при кручении концентрируются у контура, у тонкостенных открытых профилей — вдоль средней линии. Цветовая шкала масштабируется по фактическому диапазону с подписанными границами.
Зачем это в работе
- Проверка опасной точки. У несимметричных и составных сечений экстремум напряжений не всегда в очевидном волокне — карта находит его без перебора точек вручную.
- Композиты. Поле показывает скачки на границах материалов — там, где метод приведенного сечения прячет физику за коэффициентами.
- Кручение. Для профилей с I_t, посчитанным по КЭ, карта касательных — единственный честный способ увидеть распределение от T.
Карта живет на холсте поверх модели и обновляется при пересчете; после правки геометрии результат помечается устаревшим — предупреждение не даст читать напряжения от прежней модели.