การวิเคราะห์โครงสร้างแบบ 2 มิติ (2D)

ความหมาย: การวิเคราะห์โครงสร้างแบบ 2 มิติ (2D) คือกระบวนการคำนวณและประเมินพฤติกรรมของโครงสร้างโดยใช้แบบจำลองที่มีการพิจารณาเฉพาะแรงและโมเมนต์ที่กระทำในระนาบเดียวเท่านั้น เช่น การวิเคราะห์แรงเฉือน (Shear Force) และโมเมนต์ดัด (Bending Moment) ในแนวตั้งหรือแนวนอน. การวิเคราะห์ 2D มักใช้กับโครงสร้างที่มีลักษณะเป็นแผ่นบางหรือโครงสร้างที่สามารถประมาณการกระทำของแรงในระนาบเดียวได้ เช่น คาน เสา หรือแผ่นพื้น.

ตัวอย่าง:

• การวิเคราะห์คานที่รองรับน้ำหนักในแนวตั้ง โดยพิจารณาแรงเฉือนและโมเมนต์ดัดเฉพาะในระนาบแนวตั้ง.
• การวิเคราะห์เสาที่รับน้ำหนักจากด้านบนและแรงลมที่กระทำในแนวราบเดียว.

การวิเคราะห์โครงสร้างแบบ 3 มิติ (3D)

ความหมาย: การวิเคราะห์โครงสร้างแบบ 3 มิติ (3D) คือกระบวนการคำนวณและประเมินพฤติกรรมของโครงสร้างโดยใช้แบบจำลองที่พิจารณาแรงและโมเมนต์ที่เกิดขึ้นในทุกทิศทางและทุกมิติของโครงสร้าง ทั้งแนวแกน X, Y, และ Z. การวิเคราะห์ 3D ช่วยให้สามารถประเมินความมั่นคงของโครงสร้างได้อย่างแม่นยำมากขึ้น เนื่องจากครอบคลุมทั้งแรงดัด (Bending Moment), แรงเฉือน (Shear Force), แรงบิด (Torsion), และแรงตามแนวแกน (Axial Force) ที่เกิดขึ้นในโครงสร้าง.

ตัวอย่าง:

• การวิเคราะห์อาคารสูงที่ต้องพิจารณาแรงลมและแรงแผ่นดินไหวที่กระทำในทุกทิศทาง.
• การวิเคราะห์สะพานที่ต้องรองรับแรงกระทำจากน้ำหนักของรถที่วิ่งผ่านในหลายทิศทาง.

สรุป

การวิเคราะห์ 2D ใช้ในกรณีที่โครงสร้างและแรงกระทำสามารถถูกพิจารณาในระนาบเดียวได้ ในขณะที่การวิเคราะห์ 3D ใช้สำหรับโครงสร้างที่ซับซ้อนและต้องพิจารณาแรงในหลายทิศทางเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำยิ่งขึ้น.

ที่มารูป https://enterfea.com/2d-vs-3d-finite-element-analysis/

เมื่อเปรียบเทียบการวิเคราะห์โครงสร้างแบบ 2 มิติ (2D) และ 3 มิติ (3D) ในแง่มุมหลักทางวิศวกรรมโครงสร้าง ความแตกต่างในด้านต่างๆ ดังนี้:

1. การวิเคราะห์แรง (Force Analysis)

• 2 มิติ (2D):
  • การวิเคราะห์ในระนาบเดียว เช่น การวิเคราะห์แรงเฉือนและโมเมนต์ดัดในแนวตั้งหรือแนวนอน โดยไม่พิจารณาแรงในทิศทางอื่น.
  • เหมาะสำหรับโครงสร้างที่มีการกระทำของแรงในระนาบเดียว เช่น โครงสร้างคานและเสาในกรอบเดียวกัน.