Прогин і поворот перерізу балки
Розрахунок на жорсткість при вигині вимагає попереднього вивчення питання про переміщення поперечних перерізів.
Розглянемо просту консоль, навантажену на вільному кінці силою F, лінія дії якої збігається з однією з головних осей поперечного перерізу балки.
При деформації балки центри тяжкості її поперечних перерізів отримують лінійні переміщення, а самі перетину повертаються навколо своїх нейтральних осей. Допущення про малість переміщень дозволяє вважати, що напрямки лінійних переміщень перпендикулярні поздовжньої осі недеформованого бруса. Ці переміщення прийнято називати прогинами. Прогин довільного перетину позначається ν, а найбільший прогин – стріла прогину – f.
У багатьох випадках за експлуатаційними міркувань максимальні прогини балок обмежуються певною величиною – допускаються прогином vadm (fadm).
Допустимий прогин залежить від призначення споруди або машини.
Геометричне місце центрів тяжіння поперечного перерізу деформованого бруса, т. Е. Вісь вигнутого бруса, називається зігнутою віссю (або – частіше – пружною лінією). Ця лінія – плоска крива, що в силовій площині.
При повороті поперечні перерізи залишаються перпендикулярними зігнутої осі бруса.
Отже, кут повороту θ поперечного перерізу дорівнює куту дотичній до пружної лінії в даній точці і віссю недеформованого бруса.
Ордината пружної лінії і кут нахилу дотичної, проведеної до неї в цій точці, повністю визначають лінійне і кутове переміщення відповідного поперечного перерізу балки. Відшукання цих переміщень зводиться до дослідження форми пружної лінії.
Згинальний момент у довільному перерізі дорівнює:
Мx = RAz = Mz / l
Наближене диференціальне рівняння пружної лінії:
EIxv ” = Mz / l /.
Після першого інтегрування:
EIxv ‘= EIx θ = Mz2 / (2l) + C,
після другого:
EIxv = Mz2 / 6l + Cz + D.
Остаточно отримуємо наступне рівняння кутів повороту і пружної лінії:
EIxv ‘= EIxθ = Mz2 / 2l – Ml / 6
EIxv = Mz3 / 6l – Mlz / 6
З останнього співвідношення знайдемо прогин посередині прольоту, підставляючи в нього z = l / 2:
vz = l / 2 = – Ml / (16EI).
Related posts:
- Площа поперечного перерізу При вирішенні завдань опору матеріалів у розрахункові формули вводять величини, які визначають формулу і розміри поперечних перерізів. Вони називаються геометричними характеристиками плоских перетинів. Першою такою величиною варто вважати площу перетину. Розрахувати площу поперечного перерізу можна навіть стовбура дерева, адже вона за формою схожа на еліпс або коло. Відповідно до формули, площу поперечного перерізу кола, можливо, […]...
- Косий вигин при пружних деформаціях Розглянемо косою вигин на прикладі вигину бруса. Вигин називають косим, якщо площина дії згинального моменту, що виникає в поперечному перерізі бруса, не збігається ні з однією з його головних площин. Розрізняють плоский косою вигин і просторовий косою вигин. При плоскому косому вигині всі навантаження розташовані в одній площині, т. Е. Існує загальна для всього бруса […]...
- Деформації при крученні Кручення круглого бруса відбувається при навантаженні його парами сил з моментами в площинах, перпендикулярних поздовжній осі. При цьому утворюють бруса викривляються і розгортаються на кут γ, званий кутом зсуву (кут повороту утворює). Поперечні перерізи розгортаються на кут j, званий кутом закручування (кут повороту перерізу). Довжина бруса і розміри поперечного перерізу при крученні не змінюються. При […]...
- Поперечні сили і згинальні моменти Поперечна сила в перерізі бруса вважається позитивною, якщо вона прагне повернути перетин за годинниковою стрілкою, якщо проти – негативною. Якщо діючі на ділянці зовнішні сили прагнуть зігнути балку опуклістю вниз, то вигинає момент вважається позитивним, якщо навпаки – негативним. Основні положення. При чистому згині в поперечному перерізі балки виникає тільки згинальний момент, постійний за величиною. […]...
- Поняття про момент Кручення – це один з видів деформації бруса, при якому в поперечному перерізі бруса виникає один внутрішній силовий фактор, званий крутним моментом Мк. Такий вид деформації виникає, коли на брус діє пара сил, званих скручивающими моментами М, прикладених перпендикулярно його поздовжньої осі. Навантажений обертаючими моментами брус називається валом. Сума обертаючих моментів, що діють на вал, […]...
- Напруга при вільних коливаннях системи Розглянемо тіло, наприклад, горизонтально розташовану балку, що знаходиться в стані статичної рівноваги. Якщо накласти на цю балку навантаження, а потім відразу ж прибрати її, то балка прогнеться до якогось свого крайнього положення, а потім під дією сил пружності прийме своє протилежне крайнє положення, ці коливання будуть тривати протягом якогось часу. Такий вид коливального руху при […]...
- Чим відрізняється ригель від балки Будівництво розвивається дуже активно, і кількість нових термінів збільшується з кожним днем. Але щоб їх правильно застосовувати, необхідно знати, чим одне поняття відрізняється від іншого. Не тільки звичайні люди, але й досвідчені інженери нерідко потрапляють у глухий кут, коли їм задається питання про те, в чому ж різниця між ригелем і балкою. Різниця, безсумнівно, є, […]...
- Рівняння трьох моментів Статично невизначені балки часто називають нерозрізними балками. Розрахунок для них, як і інших статично невизначених систем, проводиться за допомогою методу сил: – Визначається ступінь статичної невизначеності системи методом підрахунку зайвих зв’язків; – Зайві зв’язку відкидаються і замінюються невідомими зусиллями (визначається основна система); – Складаються додаткові рівняння деформації, засновані на положенні, що переміщення в основній системі […]...
- Деформації зсуву Зрушенням називається навантаження, при якому в поперечному перерізі бруса виникає тільки один силовий фактор – поперечна сила. Розглянемо брус, на який діють рівні по величині, протилежні за напрямком, перпендикулярні поздовжньої осі сили. Застосуємо метод перетинів і визначимо внутрішні сили пружності з умови рівноваги кожної частини бруса: ΣFy = 0; F – Q = 0; F […]...
- Ряд Фібоначчі і принцип золотого перерізу З історією принципу золотого перетину непрямим чином пов’язане ім’я італійського математика ченця Леонардо з Пізи, більш відомого під ім’ям Фібоначчі (син Боначчі). Він багато подорожував по Сходу, познайомив Європу з арабськими цифрами. У 1202 г вийшов у світ його математична праця “Книга про абаці” (лічильної дошці), в якому були зібрані всі відомі на той час […]...
- Заробітна плата по принципу золотого перерізу Створення працездатного колективу – це одне з основних завдань підвищення ефективності використання трудового потенціалу. На першому місці у створенні працездатного колективу стоїть матеріальний стимул – заробітна плата, а на другому можливість співробітників чітко розуміти необхідність кар’єрного росту, для збільшення заробітної плати. Стійкість роботи підприємства можна підвищити, використовуючи принцип золотого перетину. В якості вихідної інформації використовуємо […]...
- Директриса параболи Директоркою параболи називають таку пряму, найкоротша відстань від якої до будь-якої точки M, що належить параболі точно таке ж, як і відстань від цієї ж точки до фокусу параболи F. Основні поняття параболи Ставлення відстаней від точки M, що лежить на параболі, до цієї прямої і від цієї ж точки до фокусу F параболи називають […]...
- Розвиток принципу золотого перерізу У 20-му столітті інтерес до золотого перетину зростає з новою силою, насамперед у мистецтвознавчої сфері. У першій половині 20-го століття були опубліковано ряд важливих статей і книг, що показують фундаментальну роль принципу золотого перетину в структурах Природи і Мистецтва. У 1925 р російський музикознавець Сабанеев Л. Л. опублікував статтю “Етюди Шопена у висвітленні золотого перетину”, […]...
- Режими скорочення. Сила і робота м’язів Режими скорочення. Сила і робота м’язів Розрізняють такі режими м’язового скорочення: 1. Ізотонічні скорочення. Довжина м’яза зменшується, а тонус не змінюється. У рухових функціях організму не беруть участь. 2. Ізометричне скорочення. Довжина м’яза не змінюється, але тонус зростає. Лежать в основі статичної роботи, наприклад при підтримці пози тіла. 3. Ауксотонічні скорочення. Змінюються і довжина і […]...
- Переміщення при прямолінійному рівноприскореному русі без початкової швидкості Проекція вектора переміщення при прямолінійній рівноприскореному русі розраховується за такою формулою: Sx = V0x*t + (ax*t ^ 2)/2. Розглянемо випадок, коли руху починається з нульової початковою швидкістю. У цьому випадку записане вище рівняння прийме наступний вигляд: Sx = ax*t ^ 2)/2. Для модулів векторів a і S можна записати наступне рівняння: S = (a*t ^ […]...
- Види напруженого стану матеріалів Щоб розрахувати міцність бруса при деформаціях, потрібно визначити його напруга в поперечному перерізі. Якщо деформація складна, то говорять про необхідність встановити напружений стан в точці. Щоб знайти напруга в точці, через цю точку потрібно провести розтин. Через точку можна провести безліч перетинів, отже, і напружень в точці нескінченно багато. Сукупність усіх цих напруг називається напруженим […]...
- Графічно вирішити рівняння з коренем Припустимо дано таке рівняння: √x – 0.5x = 0 Потрібно вирішити його графічним способом. Графічний метод розв’язання рівнянь полягає в прирівнювання двох виразів (частин рівняння), малювання графіків цих виразів-функцій на координатної площині, знаходження точок перетину графіків двох функцій. В даному випадку перетворимо рівняння до такого виду: √x = 0.5x Виходять дві функції, чиї графіки слід […]...
- Найпростіше тригонометричне рівняння cos х = а Існує можливість відобразити кожен корінь рівняння cos х=а, як абсциссу якоїсь точки перетину косинусоиды у = cos х і прямої у = а, і, відповідно вірно зворотне, абсциса будь-якої такої точки перетину буде одним з коренів цього рівняння. Як бачимо, безліч всіх коренів рівняння відповідає множині абсцис всіх точок перетину косинусоиды у = cos х […]...
- Зовнішні та внутрішні навантаження. Метод перетинів Зовнішні сили визначаються методами теоретичної механіки, а внутрішні – основним методом опору матеріалів – методом перетинів. При визначенні сил використовується система координат, пов’язана з тілом. Найчастіше поздовжню вісь деталі позначають z, початок координат суміщають з лівим краєм і розміщують в центрі ваги перерізу. Метод перетинів полягає в уявному розсіченні тіла площиною і розгляду рівноваги будь-який […]...
- Властивості прямокутника Прямокутником називається чотирикутник, у якого всі кути прямі. Всі прямокутники володіють наступними властивостями Протилежні сторони прямокутника рівні і паралельні. Сума кутів прямокутника дорівнює 360 градусів. Діагоналі прямокутника мають однакову довжину. Сторони прямокутника є його висотами. Квадрат діагоналі прямокутника дорівнює сумі квадратів суміжних сторін прямокутника. Кожна діагональ прямокутника ділить прямокутник на два однакових прямокутних трикутника. Діагоналі […]...
- Як графічно вирішити рівняння? Іноді рівняння вирішують графічним способом. Для цього треба перетворити рівняння так (якщо воно вже не представлено в перетвореному вигляді), щоб ліворуч і праворуч від знака рівності стояли вирази, для яких легко можна намалювати графіки функцій. Наприклад, дано таке рівняння: x² – 2x – 1 = 0 Якщо ми ще не вивчали рішення квадратних рівнянь алгебраїчним […]...
- Знайти точку перетину графіків лінійних функцій Якщо дано дві лінійні функції виду y = kx + m, то їх графіки (прямі) можуть взагалі не перетинатися, якщо паралельні один одному. У всіх інших випадках вони будуть перетинатися в одній точці. Графіки двох лінійних функцій паралельні один одному, якщо мають однаковий кутовий коефіцієнт (k) і різне значення m (якщо і m буде одне […]...
- Диверсифікація принципу золотого перерізу У 21 столітті застосуванням принципу золотого перетину займається Іванус А. І. У своїй книзі “Код да Вінчі або гармонійний менеджмент по Фібоначчі” він розглядає завдання формування бізнес-процесів в умовах ринкової економіки у вигляді цілісної системи, в якій всі компоненти узгоджені між собою відповідно до логіки стійких гармонійних пропорцій. Босчаева З. М. розробила унікальну, побудовану на […]...
- Просторова система сил Момент сили відносно осі дорівнює моменту проекції сили на площину, перпендикулярну осі, відносно точки перетину осі з площиною. M00 (F) = npFa, де а – відстань від осі до проекції F; прF – проекція сили на площину, перпендикулярну осі 00. Момент вважається позитивним, якщо сила розгортає тіло за годинниковою стрілкою (дивитися з боку позитивного напрямку […]...
- Механічне напруження Як ви вже знаєте, в різних деталях машин і механізмів, частинах споруд під дією сили виникають деформації. За певних деформаціях може відбутися руйнування конструкцій. Тому виникає необхідність вивчення механічних властивостей різних матеріалів і твердих тіл. При цьому необхідно насамперед відповісти на питання: як змінюється довжина тіла при дії на нього різних сил, яку максимальну навантаження […]...
- Складання коливань Досвід показує, що хвилі складаються один з одним в наступному сенсі. Принцип суперпозиції. Якщо дві хвилі накладаються один на одного в певній області простору, то вони породжують новий хвильовий процес. При цьому значення коливається величини в будь-якій точці даній області дорівнює сумі відповідних коливних величин в кожній з хвиль окремо. Наприклад, при накладенні двох механічних […]...
- Розрахунок опору провідників Електричний опір провідника відбувається через взаємодії електрона з іонами кристалічної решітки. Опір провідника залежить від: Його довжини; Площі поперечного перерізу; Від речовини з якого він виготовлений, А також опір прямо пропорційний довжині провідника і обернено пропорційний площі його поперечного перерізу і залежить від речовини провідника. Щоб порахувати залежність опору від речовини, з якого виготовляють провідник, […]...
- Переміщення тіла при прямолінійному рівноприскореному русі Виведемо формулу, за допомогою якої можна розрахувати проекцію вектора переміщення тіла, що рухається прямолінійно і равноускоренно, за будь-який проміжок часу. Для цього звернемося до малюнка 14. Як на малюнку 14, а, так і на малюнку 14, б відрізок АС являє собою графік проекції вектора швидкості тіла, що рухається з постійним прискоренням а (при початковій швидкості […]...
- Прямолінійний рух з постійним прискоренням Прямолінійний рух з постійним прискоренням називають рівноприскореним, якщо модуль швидкості збільшується з часом, або равнозамедленно, якщо він зменшується. Прикладом прискореного руху може бути падіння квіткового горщика з балкона невисокого будинку. На початку падіння швидкість горщика дорівнює нулю, але за кілька секунд вона встигає вирости до десятків м / с. Прикладом уповільненої руху є рух каменя, […]...
- Визначення координати рухомого тіла У попередньому параграфі говорилося про те, що положення тіла, яка вчинила деяке переміщення, можна знайти графічно, відклавши вектор переміщення від початкового положення цього тіла. Але в більшості випадків необхідно обчислити положення тіла, т. Е. Визначити його координати. Відомо, що обчислення виробляють не з векторами, а з відповідними їм скалярними величинами: з проекціями векторів на координатні […]...
- Графіки швидкості при рівномірно-прискореному русі Побудуємо, користуючись формулами § 17, графік залежності швидкості рівномірно-прискореного руху від часу. Нехай, наприклад, прискорення дорівнює 2 м / с 2 і в початковий момент швидкість дорівнює нулю. Виконуючи побудова, побачимо, що графік швидкості представить собою пряму лінію (рис. 30, лінія I), що проходить через точку перетину осі часу і осі швидкості. Можна довести, що […]...
- Розкладання вектора на складові Будь вектор можна представити як суму декількох векторів. Наприклад, переміщення тіла можна представити як результат декількох послідовних переміщень, що переводять тіло з того ж початкового в той же кінцеве положення. Заміну одного вектора векторної сумою кількох інших називають розкладанням вектора на складові. Складові вектора, звичайно, теж вектори. Рис. 44. Розкладання вектора АВ, в якому задано […]...
- Розрахунок перетину проводу по електричній потужності Матеріал виготовлення силових кабелів і проводів, а також площа їх поперечного перетин є основними критеріями, якими необхідно керуватися при здійсненні їх вибору. Чому настільки важливий правильний вибір поперечного перерізу електричних проводів для проводки? З тієї причини, що застосовуються силові кабелі та проводи є головними елементами електричної проводки вашої квартири або приватного будинку. А електропроводка повинна […]...
- Графічний спосіб розв’язання рівнянь Одним із способів вирішення рівнянь є графічний спосіб. Він заснований на побудові графіків функції і визначення точок їх перетину. Розглянемо графічний спосіб вирішення квадратного рівняння a*x ^ 2 + b*x + c=0. Перший спосіб вирішення Перетворимо рівняння a*x ^ 2 + b*x + c=0 до вигляду a*x ^ 2=-b*xc. Будуємо графіки двох функцій y=a*x ^ […]...
- Вигин Цей вид деформації характеризується викривленням осі або серединної поверхні деформованого об’єкта (балка, стрижень) під дією зовнішніх сил (рис. 6.5). При вигині один зовнішній шар стрижня стискається, а інший зовнішній шар розтягується. Середній шар (званий нейтральним) змінює лише свою форму, зберігаючи довжину (рис. 6.5, а). Ступінь деформування бруска, що має дві точки опори (рис. 6.5, б), […]...
- Рівняння кола Окружністю прийнято позначати множину всіх точок площини, рівновіддалених від однієї точки – від центру. У формулюванні колу згадується відстань між точкою кола і центром. Формула відстані між двома точками М1(х1; у1) і М2(х2; у2) має вигляд: У нашому випадку: (М1 М2)2 = (х2 – х1) 2+(у2 – у1) 2. Застосувавши формулу і формулювання кола, отримуємо […]...
- Довільний рух твердого тіла і системи тіл Розглянемо тепер рівняння другого закону Ньютона для довільної системи матеріальних точок та їх довільного руху. Виявляється, що в цьому випадку можна розглядати рух деякої геометричної точки, для якої рівняння руху повністю визначається тільки зовнішніми силами. В якості такої точки слід взяти центр мас системи. У знаменниках цих формул варто сумарна маса всієї системи m1 + […]...
- Канонічні рівняння. Визначення коефіцієнтів Статично невизначених називаються стрижневі системи, при розрахунку зусиль яких недостатньо рівнянь статики і які вимагають складання додаткових рівнянь деформації. Такі завдання вирішують, як правило, за допомогою методу сил, який полягає в наступному: статично невизначена система звільняється від зайвих зв’язків, вони замінюються силами і моментами. Спочатку зайві зв’язку замінюються невідомими зусиллями, потім складаються додаткові рівняння деформації, […]...
- Передача електричної енергії по проводах Втрата напруги в проводах лінії. Передача електричної енергії від джерела I (рис. 33) до приймача 2 відбувається по проводах, утворюючим електричну лінію. При передачі енергії виникає втрата напруги в проводах лінії ? Uл = IRл (36) Де Rл, – опір проводів лінії. В результаті цього напруга U2 в кінці електричної лінії виявляється менше напруги U1 […]...
- Механічні хвилі в пружному середовищі Механічні хвилі – це хвилі, які розповсюджуються в пружної середовищі обурення, т. є. відбувається відхилення частинок середовища від положення рівноваги. Пружне середовище – це таке середовище, де її деформація пропорційна доданої силі. Швидкість хвилі – це швидкість, з якою поширюється обурення в пружної середовищі. Довжина хвилі – це відрізок траєкторії, на якій поширюється хвиля за […]...