naprężenia zginające

cele kształcenia

Po ukończeniu tego rozdziału powinieneś być w stanie:

  • użyj wzoru zginania, aby obliczyć maksymalne naprężenia zginające
  • projektuj belki bezpiecznie przenoszące obciążenia
  • Określ wymagany moduł przekroju belki
  • Wybierz standardowe kształty konstrukcyjne do zastosowania w danym problemie wiązki

rozważ prostą belkę podpartą poddaną zewnętrznym obciążeniom w dół., Wiązka odkształci się (odkształci) w taki sposób, że górna powierzchnia przekroju wiązki będzie ściskana, podczas gdy dolna powierzchnia będzie napięta. W pewnym miejscu wzdłuż osi pionowej wiązki naprężenie będzie równe zeru; to miejsce jest centroidem przekroju poprzecznego, zwanym również osią neutralną.,ngth w naprężeniu i ściskaniu

  • jeśli materiał ma różne wytrzymałości w naprężeniu i ściskaniu (na przykład żeliwo lub inne materiały anizotropowe), to wymagane są oddzielne obliczenia zarówno dla powierzchni naprężenia i ściskania
  • nie ma skręcania, wyboczenia lub kaleczenia
    • przypadki projektowe

    problemy projektowe mogą następować w różnych scenariuszach:

    • Oblicz wymiary przekroju belki (znajdź minimalny moduł przekroju z i wybierz standardowy kształt o większej sztywności), biorąc pod uwagę geometrię belki, obciążenie i materiał.,
    • wybierz materiał belki (znajdź maksymalne naprężenia robocze i wybierz materiał o większej wytrzymałości), biorąc pod uwagę wymiary belki, obciążenie i wymiary/kształt.
    • określić, czy belka jest Bezpieczna( znaleźć rzeczywiste naprężenia robocze i porównać naprężenia projektowe), biorąc pod uwagę wymiary belki, obciążenie i materiał.

    przypisane problemy

    Uwaga: Jeśli nie określono, użyj σdesign = 0.6×σYS, gdzie σYS jest granicą plastyczności, z podręcznika Dodatek B.

    Problem 1: prosta belka o długości 9,9 metra jest obciążona obciążeniami skoncentrowanymi w następujący sposób:

    • 40 kN a@ 1.,2 m od lewego końca
    • 10 kN @ 3,7 m od lewego końca
    • 10 kN @ 6,2 m od lewego końca
    • 10 kN @ 8,7 m od lewego końca

    belka jest skonstruowana przy użyciu profilu dwuteowego W200×100 z materiału walcowanego na zimno AISI-1020. AISC zaleca, aby maksymalne naprężenia zginające dla konstrukcji podobnych do budynków pod obciążeniami statycznymi były utrzymywane poniżej 0,66×Sy. Czy ta konstrukcja spełnia wymagania projektowe?

    Problem 2: rurociąg jest po prostu podparty nad ziemią na poziomych belkach o długości 4,5 m., Każda belka niesie ciężar rury 20 m Sch 40 DN-600 (patrz ekstrakt Panglobal Academic), wypełnionej olejem 0,9 SG. Zakładając, że obciążenie działa na środku belki, Oblicz wymagany moduł przekroju belki, aby ograniczyć naprężenie zginające do 140 MPa; następnie wybierz najlżejszą belkę SI W, która spełnia kryteria.

    Problem 3: rysunek przedstawia Przekrój belki zbudowanej z aluminium 6061-T6. Belka jest używana jako 45 W. długi wspornik., Oblicz maksymalne dopuszczalne równomiernie rozłożone obciążenie, które może przenosić, ograniczając naprężenia spowodowane zginaniem do jednej piątej ostatecznej wytrzymałości.

    Problem 4: Zaprojektuj przejście dla nowo zainstalowanego rurociągu w instalacji. Sztywne podpory są dostępne po każdej stronie rurociągu, w odległości 14 stóp. Chodnik musi mieć szerokość 3,5 stopy i być w stanie obsługiwać równomiernie rozłożone obciążenie 60 funtów / ft2 na całej powierzchni. Projektuj tylko deski pokładowe i belki boczne., Użyj dowolnych rozmiarów drewna i gatunków materiałów z dodatku podręcznika E lub innych według własnego projektu.

    Problem 5: Zaproponuj jeden problem projektowania wiązki, który uznałbyś za istotny i przydatny dla inżynierów energii.