Ohybu

Cíle Vzdělávání

Po dokončení této kapitoly byste měli být schopni:

  • Pomocí ohybu vzorec pro výpočet maximálního ohybového napětí
  • Design trámy nesoucí zatížení bezpečně
  • Určení požadované průřezový Modul nosníku
  • Vyberte standardní konstrukční tvary použité v daném paprsku problém

Zvážit prostě podepřený nosník vystaven vnějším směrem dolů zatížení., Paprsek bude deformovat (prohnout) takovým způsobem, že horní povrch nosníku průřezu bude pod tlakem, zatímco spodní povrch bude v napětí. Na určitém místě podél svislé osy nosníku bude napětí nulové; toto umístění je střed průřezu, nazývaný také neutrální osa.,ngth v napětí a komprese

  • v případě, že materiál má různé síly v tahu a tlaku (např. litiny nebo jiných anizotropní materiály), pak samostatné výpočty jsou nutné jak pro napětí a stlačení ploch
  • žádné kroucení, zborcení nebo ochromující dochází
    • Design případy

    Konstrukční problémy mohou následovat různé scénáře:

    • výpočet nosníku průřezové rozměry (najít minimální průřezový modul Z a vyberte si standardní tvar pro větší tuhost), s ohledem na geometrii nosníku, zatížení a materiál.,
    • vyberte materiál nosníku (najděte maximální pracovní napětí a vyberte materiál s větší pevností), vzhledem k rozměrům nosníku, zatížení a rozměrům/tvaru.
    • zjistěte, zda je paprsek Bezpečný (najděte skutečné pracovní napětí a porovnejte s konstrukčním napětím), vzhledem k rozměrům nosníku, zatížení a materiálu.

    Přiřazené Problémy

    Poznámka: pokud není zadán, použijte σdesign = 0.6×σYS, kde σYS je mez kluzu, z učebnice Dodatku B.

    Problém 1: prostě podepřený nosník, 9,9 metrů dlouhé, je naloženo s koncentrovaného zatížení takto:

    • 40 kN@ 1.,2 m od levého konce
    • 10 kN @ 3,7 m od levého konce
    • 10 kN @ 6.2 m od levého konce
    • 10 kN @ 8.7 m od levého konce

    paprsek je konstruován pomocí W200 x 100 I-profil nosníku z AISI-1020 válcované za studena materiál. AISC doporučuje, aby maximální ohybové napětí pro stavební konstrukce při statickém zatížení bylo udržováno pod 0,66×Sy. Splňuje tato konstrukce požadavky na návrh?

    Problém 2: potrubí je jednoduše podepřeno nad zemí na vodorovných nosnících o délce 4,5 m., Každý paprsek nese hmotnost 20 m Sch 40 DN-600 potrubí (viz Panglobal Academic Extract), naplněné olejem 0,9 SG. Za předpokladu, že zatížení působí ve středu nosníku, Vypočítejte požadovaný modul řezu paprsku, abyste omezili ohybové napětí na 140 MPa; poté vyberte nejlehčí paprsek SI W, který splňuje kritéria.

    problém 3: na obrázku je znázorněn průřez nosníku vyrobeného z hliníku 6061-T6. Paprsek se používá jako 45 palců. dlouhý konzol., Výpočet maximální přípustné rovnoměrně rozložené zatížení může nést zároveň omezit stres v důsledku ohýbání na jednu pětinu z konečné pevnosti.

    Problém 4: Navrhněte chodník pro rozšíření nově nainstalovaného potrubí ve vašem závodě. Tuhé podpěry jsou k dispozici na každé straně potrubí, 14 ft od sebe. Chodník musí být široký 3.5 ft a musí být schopen podporovat rovnoměrně rozložené zatížení 60 lb / ft2 po celém povrchu. Navrhněte pouze palubní desky a boční nosníky., Používejte jakékoli velikosti dřeva a stupně materiálu z učebnice dodatku E nebo jiných podle vlastního návrhu.

    problém 5: Navrhněte jeden problém konstrukce paprsku, který byste považovali za relevantní a užitečný pro energetické inženýry.