Obsah
Pri navrhovaní stavby, ako je budova alebo most, je dôležité pochopiť veľa síl, ktoré pôsobia na konštrukčné prvky, ako sú trámy a tyče. Obzvlášť dôležité štrukturálne sily sú deformácia a napätie. Napätie je veľkosť sily, ktorá pôsobí na tyč, zatiaľ čo vychýlenie je množstvo, ktoré je tyč posunutá pri zaťažení. Znalosť týchto konceptov určí, ako bude štruktúra stabilná a ako je možné použiť určité materiály pri budovaní štruktúry.
Napätie na tyči
Nakreslite schému tyče a vytvorte súradnicový systém (napríklad sily pôsobiace doprava sú „pozitívne“, sily pôsobiace vľavo sú „negatívne“).
Všetky sily, ktoré pôsobia na objekt, označte šípkou, ktorá smeruje v smere, v ktorom je použitá sila. Toto je známe ako „schéma voľného tela“.
Rozdeľte sily na horizontálne a vertikálne komponenty. Ak je sila pôsobiaca v určitom uhle, nakreslite pravouhlý trojuholník, ktorého sila pôsobí ako prepona. Použite pravidlá trigonometrie na nájdenie priľahlých a protiľahlých strán, ktoré budú horizontálnymi a vertikálnymi zložkami sily.
Ak chcete zistiť výsledné napätie, sčítajte celkové sily na tyč v horizontálnom a vertikálnom smere.
Priehyb tyče
Nájdite ohybový moment tyče. Toto sa zistí odčítaním dĺžky tyče L polohovou premennou z a následným vynásobením výsledku zvislou silou pôsobiacou na tyč - označenou premennou F. Vzorec je M = F x (L - z).
Vynásobte modul pružnosti lúča momentom zotrvačnosti lúča okolo nesymetrickej osi.
Vydeľte ohybový moment tyče z kroku 1 na výsledok z kroku 2. Výsledný výsledok bude funkciou polohy pozdĺž tyče (daná premennou z).
Integrujte funkciu z kroku 3 s ohľadom na z, s hranicami integrácie 0 a L, dĺžka tyče.
Výsledná funkcia sa znovu integruje vzhľadom na z, pričom limity integrácie sa opäť pohybujú od 0 do L, dĺžka tyče.