Bøjning Stress

læringsmål

Efter at have afsluttet dette kapitel, bør du være i stand til at:

  • Brug bøjning formel til at beregne det maksimale bøjning stress
  • Design bjælker bære byrder sikkert.
  • Bestem den nødvendige Afsnit Modulus af en bom
  • Vælg standard formerne til at blive brugt i en given stråle problem

Overvej en simpel understøttet bjælke udsættes for eksterne nedadgående belastninger., Strålen vil deformere (afbøje) på en sådan måde, at den øverste overflade af stråletværsnittet vil være under kompression, mens bundfladen vil være i spænding. På et sted langs bjælkens lodrette akse vil spændingen være nul; denne placering er tværsnittets centroid, også kaldet den neutrale akse.,ngth i spænding og kompression

  • hvis materialet har forskellige styrker i spænding og kompression (eksempel støbejern eller andre anisotrope materialer), så særskilte beregninger er nødvendige for både spænding og kompression overflader
  • ikke vride, buckling eller lammende opstår
    • Design-sager

    Design problemer, der kan følge forskellige scenarier:

    • beregne stråle tværgående dimensioner (find den mindste del modulus af Z og vælger en standard form af større stivhed), da strålen geometri, lastning og materiale.,
    • vælg strålematerialet (find maksimal arbejdsstress og vælg et materiale med større styrke) i betragtning af bjælkens dimensioner, belastning og dimensioner/form.
    • Bestem, om en stråle er sikker (find faktisk arbejdsstress og sammenlign med designspænding) i betragtning af bjælkens dimensioner, belastning og materiale.

    Tildelt Problemer

    Bemærk: hvis der ikke er angivet, skal du bruge σdesign = 0.6×σYS, hvor σYS er flydespænding, fra lærebogens Appendiks B.

    Problem 1: Et simpelt understøttet bjælke, 9.9 meter lang, fyldt med koncentrerede belastninger som følger:

    • 40 kN a@ 1.,2 m fra venstre
    • 10 kN @ 3,7 m fra venstre
    • 10 kN @ 6,2 m fra venstre
    • 10 kN @ 8.7 m fra venstre

    strålen er konstrueret ved hjælp af W200 x 100 I-beam profil fra AISI-1020 koldvalset materiale. AISC anbefaler, at den maksimale bøjningsspænding for bygningslignende strukturer under statiske belastninger holdes under 0,66.Sy. Opfylder denne konstruktion designkravene?Problem 2: en rørledning understøttes simpelthen over jorden på vandrette bjælker, 4, 5 m lange., Hver stråle bærer vægten af 20 m Sch 40 DN-600 rør (se PanGlobal Akademiske Ekstrakt), fyldt op med olie på 0,9 SG. Forudsat at belastningen virker i midten af strålen, beregnes det krævede sektionsmodul for strålen for at begrænse bøjningsspændingen til 140 MPa; vælg derefter den letteste SI beam-stråle, der opfylder kriterierne.Problem 3: figuren viser tværsnittet af en stråle bygget af aluminium 6061-T6. Strålen bruges som en 45 in. lang cantilever., Beregn den maksimalt tilladte ensartet fordelt belastning det kunne bære samtidig begrænse stress på grund af bøjning til en femtedel af den ultimative styrke.

    Problem 4: Design en gangbro til at spænde over en nyinstalleret rørledning i dit anlæg. Stive understøtninger er tilgængelige på hver side af rørledningen, 14 ft fra hinanden. Gangbroen skal være 3.5 ft bred og være i stand til at understøtte en ensartet fordelt belastning på 60 lb/ft2 over hele overfladen. Design kun dækbrædderne og sidebjælkerne., Brug enhver træ størrelser og materiale kvaliteter fra lærebog Bilag E eller andre af dit eget design.

    Problem 5: foreslå et stråle design problem, som du ville overveje relevant og nyttigt for magt ingeniører.