Sisältö
Suunniteltaessa rakennetta, kuten rakennusta tai siltaa, on tärkeää ymmärtää monia voimia, jotka kohdistuvat rakenneosiin, kuten palkkeihin ja tankoihin. Kaksi erityisen tärkeää rakennevoimaa on taipuma ja jännitys. Jännitys on tangolle kohdistetun voiman suuruus, kun taas taipuma on määrä, jonka sauva siirtyy kuorman alla. Näiden käsitteiden tuntemus määrittelee kuinka vakaa rakenne tulee olemaan ja kuinka mahdollista on käyttää tiettyjä materiaaleja rakennettaessa.
Jännitys sauvassa
Piirrä diagrammi sauvasta ja aseta koordinaattijärjestelmä (esim. Oikealle kohdistetut voimat ovat "positiivisia", "vasemmalle kohdistetut voimat" ovat "negatiivisia").
Merkitse kaikki esineeseen kohdistetut voimat nuolella, joka osoittaa voiman kohdistamisen suuntaan. Tämä tunnetaan nimellä "vapaan kehon kaavio".
Erota voimat vaaka- ja pystysuoraan komponenttiin. Jos voima kohdistuu kulmaan, piirrä suorakulmainen kolmio, jossa voima toimii hypoteenuksena. Tronometrian sääntöjen avulla löydät vierekkäiset ja vastakkaiset puolet, jotka ovat voiman vaaka- ja pystysuuntaisia komponentteja.
Tuloksena olevan kireyden löytämiseksi lasketaan yhteen tangon kokonaisvoimat vaaka- ja pystysuunnassa.
Tangon taipuma
Etsi sauvan taivutusmomentti. Tämä saadaan vähentämällä tangon L pituus sijaintimuuttujalla z ja kertomalla sitten tulos sauvaan kohdistetulla pystysuoralla voimalla - merkitty muuttujalla F. Tämän kaava on M = F x (L - z).
Kerro palkin kimmokerroin palkin hitausmomentilla epäsymmetrisen akselin ympäri.
Jaa tangon taivutusmomentti vaiheesta 1 vaiheen 2 tuloksella. Seurauksena oleva tulos tulee olemaan tangon aseman funktio (määritetty muuttujan z avulla).
Integroi toiminto vaiheesta 3 z: n suhteen siten, että integraation rajat ovat 0 ja L, sauvan pituus.
Integroi tuloksena oleva toiminto uudelleen suhteessa z: hen, integroitumisrajojen ollessa jälleen välillä 0 - L, sauvan pituus.