Płaskie zginanie pręta: Różnice pomiędzy wersjami
[wersja przejrzana] | [wersja przejrzana] |
Usunięta treść Dodana treść
Eurohunter (dyskusja | edycje) →Linki zewnętrzne: drobne redakcyjne |
|||
Linia 3:
<!--obciążenia materiału, w którym na materiał działa [[moment siły|moment]], nazwany momentem zginającym, pochodzący od pary sił działających w płaszczyźnie przekroju wzdłużnego materiału. -->
Zginanie
<!--występuje w elementach konstrukcji, którymi najczęściej są -->
jest dominującym sposobem pracy elementów konstrukcji, którymi są
Linia 9:
Ze względów technicznych, dla materiałów liniowo-sprężystych, rozróżnia się kilka przypadków szczególnych zginania:
* czyste zginanie – naprężenia w przekroju redukują się jedynie do [[moment gnący|momentu zginającego]], brak jest [[Siły wewnętrzne|sił podłużnych]] i sił poprzecznych (ścinających),
* proste zginanie – naprężenia redukują się do momentu i sił poprzecznych,
* ściskanie/rozciąganie mimośrodowe – naprężenia redukują się do momentu i siły podłużnej, siły poprzeczne mogą, ale nie muszą wystąpić.
Zginanie jest pokrewne [[rozciąganie|rozciąganiu]] i [[ściskanie|ściskaniu]], gdyż powoduje pojawienie się naprężeń normalnych w przekrojach poprzecznych elementu. W przeciwieństwie jednak do rozciągana i ściskania, rozkład naprężeń normalnych w przekroju elementu jest nierównomierny.
Linia 20 ⟶ 19:
Skutkiem tego założenia jest równanie odkształceń wzdłuż wysokości przekroju. Przy założeniu, że odkształcenie na osi pręta (z=0) jest zerowe odkształcenia wynoszą:
:: <math>
gdzie arbitralność znaku wynika z przyjętej parametryzacji dla obliczenia promienia [[Krzywizna krzywej|krzywizny]].
Odkształcenia wywołują naprężenia normalne:
:: <math>
Obliczając siłę podłużną w przekroju
:: <math>
oraz moment zginający
:: <math>
\pm \frac{E}{\rho} \int_A z^2 dA = \pm \frac{E}{\rho} J_x
</math>
gdzie <math>
Jeśli [[Siły wewnętrzne|wielkości przekrojowe]] są obliczanie względem środka ciężkości przekroju, to <math>
:: <math>
Stąd można wyliczyć promień krzywizny i uzyskać równanie naprężeń wzdłuż wysokości przekroju
:: <math>
Dla nieskończenie małych przemieszczeń i odkształceń krzywiznę przybliża się drugą pochodną równania linii ugięcia:
:: <math>
otrzymując równanie różniczkowe:
:: <math>
gdzie znak należy dobrać stosownie do konwencji znakowania momentów.
Jeśli <math>
Jeśli moment jest zmienny względem x to z tw. [[Twierdzenie Schwedlera-Żurawskiego|Schwedlera-Żurawskiego]] wynika istnienie sił poprzecznych. Wtedy równanie linii ugięcia staje się równaniem czwartego rzędu:
:: <math>
Jest to przypadek prostego zginania. Prowadzi on do wewnętrznie sprzecznego rozwiązania – nie są spełnione warunki nierozdzielności. Pomimo tego jest on używany do praktycznego projektowania, gdyż dla prętów długich w stosunku do rozmiarów przekroju błąd jest pomijalny. Dla prętów krępych (krótkich w stosunku do wymiarów przekroju) zginanie jest lepiej opisywane przez teorię Timoshenki.
Maksymalne [[naprężenie]] normalne w przekroju poprzecznym jest osiągane dla <math>
<math>\sigma_{max} = \frac {M_x} {W_x}</math>▼
▲\sigma_{max} = \frac {M_x} {W_x}
Gdzie:
: σ<sub>max</sub>
: M<sub>x</sub>
: W<sub>x</sub>
Zgodnie z [[wytężenie|hipoteza wytężeniową]] naprężenie musi spełniać warunek:
<math>\sigma_{max} < k_g</math>▼
▲\sigma_{max} < k_g
Gdzie:
k<sub>g</sub>
== Bibliografia ==
* {{Cytuj książkę| nazwisko = Piechnik| imię = Stefan| tytuł = Wytrzymałość materiałów. Dla wydziałów budowlanych| data = 1980| wydawca = Państwowe Wydawnictwo Naukowe| miejsce = Warszawa| isbn = 8301008733| strony =}}
== Linki zewnętrzne ==
|