曲げ応力

学習目標

この章を完了した後、次のことができるはずです。

  • 最大曲げ応力を計算するたわみ式を使用します。
  • 荷重を安全に運ぶ梁を設計します。
  • 梁の必要な断面弾性率を決定します。
  • 与えられた場所で使用される標準的な構造形状を選択します。ビーム問題

外部下方荷重を受ける単純に支持されたビームを考えてみましょう。, ビームは、ビーム断面の上面が圧縮下にあり、底面が張力を受けるように変形（偏向）する。 梁の垂直軸に沿ったある場所では、応力はゼロになります;この位置は断面の重心であり、中立軸とも呼ばれます。,引張りと圧縮におけるngth

  • 材料が引張りと圧縮において異なる強度を有する場合（鋳鉄または他の異方性材料の例）、引張りと圧縮面の両方に対して別々の計算が必要である
  • ねじれ、座屈または損傷は起こらない
    • 設計ケース

    設計上の問題は、異なるシナリオに従うことがある。

    • 梁断面を計算する。寸法（最小断面弾性率zを見つけて、より大きな剛性の標準形状を選択する）、梁の形状、荷重および材料を考えると。,
    • 梁の寸法、荷重、寸法/形状を指定して、梁の材質を選択します（最大作業応力を見つけて、より大きな強度の材料を選択します）。
    • 梁の寸法、荷重および材料を考慮して、梁が安全かどうかを判断します（実際の作業応力を見つけ、設計応力と比較します）。

    割り当てられた問題

    注:指定されていない場合は、θdesign=0.6×θysを使用します。θysは教科書の付録Bから降伏強度です。

    問題1:長さ9.9メートルの単支持梁には、

    ビームは、W200×100aisi-1020冷間圧延材料からのIビームプロファイルを使用して構築されます。 AISCは、静荷重下での建物のような構造物の最大曲げ応力を0.66×Sy以下に保つことを推奨しています。 この構造は設計要件を満たしていますか？

    問題2：パイプラインは、長さ4.5mの水平梁で地面の上に単に支えられています。, 各ビームは20のM Sch40DN-600の管の重量を運びます（panglobalの学術のエキスを見て下さい）、0.9SGのオイルで満ちている。 荷重が梁の中心に作用すると仮定して、曲げ応力を140MPaに制限するために梁の必要な断面弾性率を計算し、基準を満たす最も軽いSI W梁を選択し

    問題3：図は、アルミニウム6061-T6から構築された梁の断面を示しています。 ビームは45としてinに使用される。 長い片持梁。, 曲げによる応力を極限強度の五分の一に制限しながら、それが運ぶことができる最大許容均一分布荷重を計算します。

    問題4:プラントに新しくインストールされたパイプラインにまたがる通路を設計します。 堅いサポートはパイプライン、離れて14のftの各側面で利用できる。 通路は3.5ft幅であり、60lb/ft2の均一に分散された負荷をその表面全体にサポートすることができなければならない。 デッキボードとサイドビームのみを設計します。, 教科書の付録Eまたはあなた自身の設計の他からの材木のサイズそして物質的な等級を使用しなさい。

    問題5：電力エンジニアにとって関連性があり有用であると考えられるビーム設計問題を提案してください。