חישוב מאמצים בקורות עבור כפיפה לא סימטרית - גרסה 4
Transcription
חישוב מאמצים בקורות עבור כפיפה לא סימטרית - גרסה 4
חישוב מאמצים בקורות עבור מצבים של כפיפה לא סימטרית .1מוצאים את מרכז שטח של פרופיל הקורה מחלקים את הפרופיל לצורות גיאומטריות מוכרות מגדירם מערכת צירים שרירותית נוחה ככל הניתן 𝑦1 , 𝑧1 מחשבים עבור כל צורה :שטח ,קואורדינטת מרכז שטח ) 𝑐𝑧 (𝑦𝑐 , מחשבים קוארדינטת מרכז שטח של כל הפרופיל ) 𝑐𝑍 (𝑌𝑐 , .2משרטטים מערכת צירים מרכזית 𝑦2 , 𝑧2 .3מחשבים מומנטי אנרציה 𝑧𝑦𝐼 𝐼𝑦𝑦 , 𝐼𝑧𝑧 ,ביחס למערכת צירים מרכזית עבור כל צורה 2 2 ) 𝑖 𝑐𝑦 𝐼𝑦𝑦𝑖 = 𝐼𝑦∗ + 𝐴𝑖 (𝑌𝑐 − ) 𝑖 𝑐𝑧 𝐼𝑧𝑧𝑖 = 𝐼𝑧 ∗ + 𝐴𝑖 (𝑍𝑐 − ) 𝑖 𝑐𝑧 𝐼𝑦𝑧𝑖 = 𝐼𝑦𝑧 ∗ + 𝐴𝑖 (𝑌𝑐 − 𝑦𝑐 𝑖 )(𝑍𝑐 − .4סוכמים את מומנטי האנרציה שחשיבנו .5אם קיבלנו מכפלת אנרציה 𝐼𝑦𝑧 ≠ 0המשמעות היא שמערכת הצירים 𝑦2 , 𝑧2שמצאנו אינה מערכת צירים ראשית ,ולכן נמצא מערכת צירים מרכזית וראשית – בעזרת הנוסחא: 𝑧𝑦𝐼2 𝑦𝐼 𝐼𝑧 − = )𝜃𝑡𝑔(2 ]𝑔𝑒𝑑[𝜃 היא הזווית שבה יש לסובב את מערכת הצירים המרכזית על מנת להגיע למערת צירים מרכזית וראשית. עבור זווית חיובית -מסובבים נגד כיוון השעון עבור זווית שלילית -מסובבים עם כיוון השעון .6מחשבים מומנטי אנרציה במערכת צירים מרכזית וראשית 𝑦𝐼 𝐼𝑧 + 1 2 2 (= ) 𝑧𝑦𝐼() + √(𝐼𝑧 − 𝐼𝑦 ) + 4 2 2 𝑥𝑎𝑚𝐼 𝑦𝐼 𝐼𝑧 + 1 2 2 ( = 𝑛𝑖𝑚𝐼 ) 𝑧𝑦𝐼() − √(𝐼𝑧 − 𝐼𝑦 ) + 4 2 2 חוק "גדול נשאר גדול" – מומנט האנרציה במערכת צירים מרכזית שערכו הגדול ביותר ,יהיה מומנט האינרציה הגדול ביותר 𝑥𝑎𝑚𝐼 במערכת צירים מרכזית וראשית. .7נבטא את הקשר בין מערכות הצירים ע"י הגדרת ווקטורי כיוון לצורך מעבר בין מערכת צירים מרכזית למערכת צירים ראשית דוגמא (מקרה פרטי ולא כללי): )𝜃(̂3 sin 𝐾 𝐽̂2 = 𝐽̂3 cos(𝜃) + 𝐾 ̂2 = 𝐽̂3 sin(𝜃) + )𝜃(̂3 cos 𝐾 .7מפרקים את המומנט לרכיבים ,בעזרת ווקטורי הכיוון שהגדרנו .8מוצאים את המישור הנייטרלי משתמשים בנוסחא למשוואת ישר נייטרלי 𝑦𝐼 𝑧𝑀 𝑁𝑦 ∙ ) ( ∙ ) 𝑦𝑀 𝑧𝐼 ( = 𝑁𝑍 מחלצים את הזווית בעזרת החישוב 𝑦𝐼 𝑧𝑀 )) ( ∙ ) 𝑦𝑀 𝑧𝐼 (( Γ[𝑑𝑒𝑔] = 𝑡𝑔−1 ]𝑔𝑒𝑑[ Γהיא הזווית בין מערכת צירים ראשית ומרכזית לבין המישור הנייטרלי .9מחשבים מאמצים בנקודות שבהם המאמצים מקסימליים עבור נק' כלשהיא שמסומנת שרירותית : A ]𝑎𝑃𝑚[)𝐴( 𝑥𝑥𝜎 מאמץ לחיצה/מתיחה בנק' A ]𝑚∙𝑁[ 𝑧𝑀 רכיב המומנט בציר Z ]𝑚∙𝑁[ 𝑦𝑀 רכיב המומנט בציר Y ] 𝐼𝑧 [𝑚𝑚4מומנט אנרציה מרכזי וראשי סביב ציר Z ] 𝐼𝑦 [𝑚𝑚4מומנט אנרציה מרכזי וראשי סביב ציר Y ]𝑚𝑚[𝑦 מרחק הנק' Aמציר Z ]𝑚𝑚[𝑧 מרחק הנק' Aמציר Y 𝑦𝑀 𝑧𝑀 𝑧 ∙ ) ( 𝜎𝑥𝑥 (𝐴) = − ( ) ∙ 𝑦 + 𝑧𝐼 𝑦𝐼