Definice
Diagram smykové síly je Grafické znázornění variace smykové síly v průřezu podél délky paprsku. S pomocí diagramu smykové síly můžeme identifikovat kritické úseky vystavené smyku a navrhnout změny, které je třeba provést, aby nedošlo k selhání.
Podobně,
Diagram ohybového momentu je Grafické znázornění změny ohybového momentu v průřezu podél délky paprsku. S pomocí diagramu ohybového momentu můžeme identifikovat kritické úseky vystavené ohýbání a je třeba provést změny návrhu, aby se zabránilo selhání. Při konstrukci diagramu smykové síly [SFD] dochází při konstrukci diagramu ohybového momentu [BMD] k náhlému nárůstu nebo náhlému poklesu v důsledku bodového zatížení působícího na nosník; došlo k náhlému vzestupu nebo náhlému poklesu v důsledku párů působících na paprsek.
Otázka 1) Jaký je vzorec pro ohybový moment?
Algebraický součet momentů v určitém průřezu paprsku způsobených hodinovými nebo proti směru hodinových ručiček se v tomto bodě nazývá ohybový moment.
Nechť W je vektor síly působící v bodě A v těle. Moment této síly kolem referenčního bodu (O) je definován jako
M = Š xp
Kde M = vektor momentu, p = vektor polohy od referenčního bodu (O) k bodu působení síly A. symbol označuje vektorový součin. je snadné vypočítat moment síly kolem osy, která prochází referenčním bodem O. Pokud je jednotkový vektor podél osy „i“, je moment síly kolem osy definován jako
M = i. (Š xp)
Kde [.] Představují Dotový produkt vektoru.
Otázka 2) Co je ohybový moment a smyková síla?
Odpověď:
Smyková síla je algebraický součet sil rovnoběžných s průřezem přes konkrétní průřez paprsku v důsledku akčních a reakčních sil. Smyková síla se pokouší odříznout průřez paprsku kolmo k ose paprsku a díky tomu je vyvinuté rozložení smykového napětí parabolické od neutrální osy paprsku.
A Ohybový moment je součet momentů v určitém průřezu paprsku způsobeného momenty ve směru hodinových ručiček a proti směru hodinových ručiček. Ohybový moment se pokouší ohýbat paprsek v rovině prutu a v důsledku přenosu Ohybového momentu přes Průřez nosníku je Vyvinuté rozložení ohybového napětí Lineární od neutrální osy nosníku.
Otázka 3) Co je diagram smykové síly SFD a diagram ohybového momentu BMD?
Odpověď: Diagram smykové síly [SFD] Diagram smykové síly lze popsat jako obrazové znázornění variace smykové síly, která je generována v paprsku, v průřezu a po délce paprsku. S pomocí diagramu smykové síly můžeme identifikovat kritické úseky vystavené smykovému namáhání a navrhnout změny, které je třeba provést, aby nedošlo k selhání.
Podobně, Diagram ohybového momentu [BMD] je grafické znázornění variace ohybového momentu v průřezu podél délky paprsku. S pomocí diagramu ohybového momentu můžeme identifikovat kritické úseky vystavené ohýbání a je třeba provést změny návrhu, aby se zabránilo selhání. Při konstrukci diagramu smykové síly [SFD] Nastává náhlý nárůst nebo náhlý pokles v důsledku bodového zatížení působícího na nosník při konstrukci diagramu ohybového momentu [BMD]; došlo k náhlému vzestupu nebo náhlému poklesu v důsledku párů působících na paprsek.
Otázka 4) Jaká je jednotka ohybového momentu?
Odpověď: Bending Moment má jednotku podobnou dvojici jako Nm
Otázka 5) Proč je moment v závěsu nula?
Odpověď: U podpory závěsu je pohyb omezen ve svislém a vodorovném směru. Neposkytuje žádný odpor pro rotační pohyb kolem podpěry. Podpora tedy nabízí reakci na horizontální a vertikální pohyb a žádnou reakci na okamžik. Moment je tedy v závěsu nula.
Q.6) Co je ohyb paprsku?
Odpověď: Pokud se moment aplikovaný na paprsek pokusí ohnout paprsek v rovině prutu, pak se nazývá ohybový moment a jev se nazývá ohyb paprsku.
Q.7) Jaký je stav průhybu a ohybového momentu v jednoduše podepřeném nosníku?
Odpověď: Podmínky průhybu a ohybového momentu v jednoduše podepřeném nosníku jsou:
- Maximální ohybový moment, který vede k ohybovému napětí, musí být roven nebo menší než přípustná únosnost materiálu nosníku.
- Maximální indukovaný průhyb by měl být menší než přijatelná úroveň na základě trvanlivosti pro danou délku, období a materiál paprsku.
Q.8) Jaký je rozdíl mezi ohybovým momentem a ohybovým napětím?
Odpověď: Ohybový moment je algebraický součet momentů v určitém průřezu paprsku způsobeného momenty ve směru hodinových ručiček a proti směru hodinových ručiček. Ohybový moment se pokouší ohýbat paprsek v rovině prutu a v důsledku přenosu Ohybového momentu přes Průřez nosníku je Vyvinuté rozložení ohybového napětí Lineární od neutrální osy nosníku. Ohýbání napětí lze definovat jako odpor vyvolaný Ohybovým momentem nebo dvěma stejnými a protilehlými páry v rovině prutu.
Otázka 9) Jak matematicky souvisí intenzita smykové síly a ohybových momentů?
Odpověď: Vztahy: Nechť f = intenzita zatížení
Q = smyková síla
M = ohybový moment
Rychlost změny smykové síly dá intenzitu rozloženého zatížení.
Rychlost změny ohybového momentu poskytne smykovou sílu pouze v tomto bodě.
Otázka 10) Jaký je vztah mezi smykovou silou zatížení a ohybovými momenty?
Odpověď: Rychlost změny ohybového momentu poskytne smykovou sílu pouze v tomto konkrétním bodě.
Otázka 11) Jaký je rozdíl mezi plastickým momentem a ohybovým momentem?
Odpověď: Plastický moment je definován jako maximální hodnota momentu, kdy celý průřez dosáhl mezní únosnosti nebo přípustné hodnoty napětí. Teoreticky se jedná o maximální ohybový moment, který může nést celá sekce, než se uvolní jakékoli zatížení nad tento bod, což povede k velké plastické deformaci. Zatímco ohybový moment je algebraický součet momentů v určitém průřezu paprsku způsobeného momenty ve směru hodinových ručiček a proti směru hodinových ručiček. Ohybový moment se pokouší ohýbat paprsek v rovině prutu a v důsledku přenosu Ohybového momentu přes Průřez nosníku je Vyvinuté rozložení ohybového napětí Lineární od neutrální osy nosníku.
Otázka 12) Jaký je rozdíl mezi momentem síly, dvojice, točivého momentu, kroutícího momentu a ohybového momentu? Pokud jsou dvě dvě stejná, jaké je použití přiřazení různých jmen?
Odpověď: Okamžik, točivý moment a pár jsou všechny podobné pojmy, které spočívají na základním principu součinu síly (nebo sil) a vzdálenosti. Moment síly lze formulovat jako součin síly a délky čáry procházející přes bod podpory a je svislý k působící síle. Ohybový moment se pokusí ohnout nosník v rovině prutu a v důsledku přenosu Ohybového momentu na Průřez nosníku.
Pár je okamžik, který je generován dvěma silami stejné velikosti, působícími v opačném směru ve stejné vzdálenosti od reakčního bodu. Proto je pár staticky ekvivalentní jednoduchému Ohýbání. Točivý moment je okamžik, kdy mají funkční tendenci kroutit tělo kolem své osy otáčení. Typickým příkladem točivého momentu je torzní moment působící na hřídel.
Otázka 13) Proč jsou maximální ohybové momenty nejmenší, když je číselná hodnota stejná v kladném i záporném směru?
Odpověď: Maximální ohybový moment a minimální ohybový moment závisí spíše na stavu a směru působení napětí než na velikosti napětí. Kladné znaménko označuje napětí v tahu a záporné znaménko označuje kompresi. Pro návrh se bere maximální velikost ohybového momentu, zatímco značka označuje, zda je nosník navržen pro tlakové nebo tahové zatížení. Nosníky jsou obvykle navrženy pro tahové napětí, protože materiál pravděpodobně pod tlakem ustane a nakonec praskne.
Q.14) Co je rovnice ohybového momentu jako funkce vzdálenosti x vypočtená z levé strany pro jednoduše podepřený paprsek rozpětí L nesoucí UDL w na jednotku délky?
Odpověď:
Výsledné zatížení působící na nosník v důsledku UDL může být dáno vztahem
W = plocha obdélníku
Š = D * š
W = wL
Ekvivalentní bodové zatížení wL bude působit ve středu paprsku. tj. na L / 2
Hodnotu reakce na A a B lze vypočítat použitím rovnovážné podmínky
Pro vertikální rovnováhu
Vezmeme-li moment o A, moment ve směru hodinových ručiček kladný a moment proti směru hodinových ručiček, bude brán jako negativní
Uvedení hodnoty R.B ve vertikální rovnovážné rovnici dostaneme,
Nechť XX je oblast zájmu ve vzdálenosti x od konce A
Podle konvence znaménka diskutované dříve, pokud začneme počítat smykovou sílu z levé strany nebo levého konce paprsku, vzestupně působící síla je brána jako kladná a dolů působící síla jako záporně. Pokud v diagramu ohybového momentu začneme počítat ohybový moment z levé strany nebo levého konce paprsku, bude se moment ve směru hodinových ručiček brát jako kladný. Moment proti směru hodinových ručiček je považován za záporný.
Smyková síla v A
Smyková síla v oblasti XX je
Smyková síla v B
Ohybový moment při A = 0
Ohybový moment v X
Ohybový moment při B = 0
Otázka 15) Proč má konzolový nosník na své podpěře maximální ohybový moment? Proč nemá ohybový moment na svém volném konci?
Odpověď: Pro konzolový nosník při bodovém zatížení má nosník na jednom konci pevnou podporu a druhý konec je volný. Kdykoli na nosník působí zatížení, pohybu odolává pouze podpěra. Na volném konci není žádné omezení pohybu. Takže moment bude maximální na podpoře a minimum nebo nula na volném konci.
Q.16) Co je ohybový moment ve paprsku?
Odpověď: Ohybový moment se pokouší ohnout paprsek v rovině prutu a v důsledku přenosu Ohybový moment přes průřez paprsku.
Q.17) Kde působí tah a tlak při ohybu jednoduše podepřených i konzolových nosníků?
Odpověď: U jednoduše podepřeného nosníku s rovnoměrným zatížením působícím směrem dolů působí místo indukovaného maximálního ohybového tahového napětí na spodní vlákno průřezu ve středu nosníku, zatímco maximální tlakové ohybové napětí působí na horní vlákno. průřezu ve středu rozpětí. Pro konzolový nosník daného rozpětí je maximální ohybové napětí bude na pevném konci paprsku. Pro čisté zatížení směrem dolů působí maximální tahové ohybové napětí na horní část průřezu a maximální tlakové napětí působí na spodní vlákno nosníku.
Otázka 18) Proč bereme ohybový moment na levé straně nosníku do bodu, že smyková síla je nulová?
Odpověď: Ohybový moment lze zjistit na kterékoli straně nosníku. Obecně se dává přednost tomu, že pokud začneme počítat ohybový moment z levé strany nebo levého konce paprsku, bude se moment ve směru hodinových ručiček brát jako kladný a v opačném směru se bude brát jako záporný. Pokud začneme počítat smykovou sílu z levé strany nebo levého konce paprsku, vzestupně působící síla je brána jako kladná a dolů působící síla je považována za zápornou podle Konvence znaménka.
Ot.19) Jak použijeme znaménkovou konvenci v ohybových momentech a smykových silách?
Odpověď: Pokud začneme počítat ohybový moment z pravá strana nebo pravý konec paprsek, Moment ve směru hodinových ručiček je bráno jako negativní, a Protisměrný okamžik je bráno jako Pozitivní Pokud začneme počítat ohybový moment z Levá strana nebo levý konec paprsku, Moment ve směru hodinových ručiček je bráno jako Pozitivní, a Proti směru hodinových ručiček je bráno jako Negativní.
Otázka 20) Jak mohu posílit jednoduše podepřenou ocel, kterou nosník proti smyku a ohybu?
Odpověď: Pevnost nosníku I, který je jednoduše podepřen, lze zvýšit proti smykovým a ohybovým podmínkám zvýšením plošného momentu setrvačnosti nosníku, přidáním výztuh do sítě nosníku I, změnou materiálu nosníku na materiál s vyšší pevností, který má větší mez kluzu. Změna typu zatížení má také vliv na pevnost nosníku.
Q.21) Co je bod Contraflexure?
Odpověď: Bod Contraflexure lze definovat jako bod v diagramu ohybového momentu, kde se ohybový moment změní na „0“. Toto se občas nazývalo bodem flexe. V bodě kontraflexe se křivka ohybového momentu paprsku změní znaménko. Obecně je to vidět v jednoduše podporovaném nosníku vystaveném momentu ve středním rozpětí nosníku a kombinovaných podmínkách zatížení UDL a bodových zatížení.
Chcete-li vědět o pevnosti materiálu (klikněte zde)a diagram ohybového momentu Klikněte zde.
Přečtěte si více o Macaulayova metoda a metoda momentové oblasti.
Jsem Hakimuddin Bawangaonwala, strojní inženýr s odbornými znalostmi v oblasti mechanického návrhu a vývoje. Dokončil jsem M. Tech v konstrukčním inženýrství a mám 2.5 roku zkušeností s výzkumem. Dosud byly publikovány dva výzkumné články o tvrdém soustružení a analýze konečných prvků u zařízení pro tepelné zpracování. Mou oblastí zájmu je konstrukce strojů, pevnost materiálu, přenos tepla, tepelné inženýrství atd. Zběhlý v CATIA a ANSYS softwaru pro CAD a CAE. Kromě výzkumu.
