Přetvořené ose nosníku říkáme ohybová čára. Je to rovinná křivka.

Transkript

1 OHYBOVÁ ČÁRA ZA PROSTÉHO OHYBU - rovinné průřez zůstávají po deformaci rovinnými, avšak natáčejí se. - při prostém ohbu hlavní centrální osa setrvačnosti všech průřezů leží v rovině vnějších sil, která také obsahuje osu nosníku ( spojnice těžišť všech průřezů ) - druhá hlavní centrální osa setrvačnosti je v každém průřezu osou neutrální Přetvořené ose nosníku říkáme ohbová čára. Je to rovinná křivka. V teorii prostého ohbu nosníku také předpokládáme: - pružný materiál, jehož chování se řídí Hookovým zákonem - kolmo k ose nepůsobí žádná normálová napětí - nepřihlíží se ani k vlivu zkrácení os - délka ohbové čár je ted stejná jako délka nepřetvořené os. Pohb posuvné podpor při ohbu nosníku

2 - určujeme ted ohbovou čáru jako ( ) u. - u z tgϕ & z ϕ u tg ϕ d φ Prostý ohb nosníku Relativní prodloužení φ Po derivování podle platí ε z d u z u du du d d d z z. posunutí u je přibližně rovno u, ted 4 u u cosϕ u ϕ ϕ... & ( ) u

3 z při prostém ohbu platí ε E I z Porovnání výrazů dostaneme ε E I d a z toho. E I Tato rovnice představuje diferenciální rovnici druhého řádu pro výpočet ohbové čár a je označována jako Bernoulliova rovnice průhbové čár. Tuto diferenciální rovnici můžeme dvakrát integrovat a dostaneme postupně d d E I E I E I du z d

4 Pro výpočet ohbové čár je třeba rozdělit nosník na integrační interval. áme-li n integračních intervalů, dostaneme při vjádření průhbů celkem n integračních konstant, v každém intervalu dvě. Integrační konstant určujeme pomocí okrajových podmínek, tj. podmínek na koncích nosníku a podmínek spojitosti ohbové čár, které pro jednotlivé tp okrajů jsou tto: a) v místě kloubové podpor nebo posuvné podpor je průhb nulový, tj. 0 d b) v místě vetknutí je průhb a pootočení nulové, tj. 0 ; 0 c) na rozhraní mezi i-tým a i-ním intervalem je ohbová čára spojitá a spojité jsou d d i první derivace ; i i i i d) v místě vnitřního kloubu mezi i-tým a i-ním intervalem je ohbová čára spojitá, tj. i i

5 Tp okrajů jsou vkreslen na obrázku. a) b) c) d) d 0 i i i i i dϕ i i dϕ i i i U nosníků smetrických a smetrick zatížených je i ohbová čára souměrná. ůžeme ted řešit u smetrických konstrukcí pouze polovinu nosníku a na ose smetrie psát okrajovou podmínku ve tvaru d sm : 0

6 lebschovo řešení. redukuje počet integračních konstant až na dvě na rozhraní dvou intervalů je působiště osamělého břemene: F p -p Osamělé břemeno - ohbový moment nalevo a napravo od osamělého břemene F se liší pouze o člen F( p). - označíme-li ted ohbový moment v intervalu ( ), bude ohbový moment F p v intervalu roven ( ) ( ) ( )

7 Při integraci diferenciální rovnice pak obdržíme ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) p F p F p F

8 - na rozhraní obou intervalů platí výše uvedené okrajové podmínk, tj. v místě F d d pmusí být a 3 F( p) p -p - protože pro p je člen 6 Osamělé břemeno nulový a též jeho derivace je nulová, musí být 3 a 4. Jsou ted v obou intervalech stejná integrační znaménka. Stejným způsobem postupujeme, začíná-li na rozhraní dvou intervalů spojité zatížení.

9 ohrův způsob určení průhbové čár - postup se zakládá na analogických vztazích mezi průhbem a ohbovým momentem na jedné straně a ohbovým momentem a zatížením na straně druhé T() q() A - Schedlerova věta dt d ( ) 0 ( ) T ( ) q( ) ( ) T ( ) () T()dT() ()d() dt Rovnici derivujeme podle a dosadíme za a dostaneme diferenciální rovnici. d 0( ) řádu 0 ( ) q( ) Srovnáme-li tuto rovnici s Bernoulliovou rovnicí průhbové čár d E I

10 je mezi nimi zřejmá analogie. Položíme-li ( ) f ( ) T f ( ) pak platí ( ) ϕ ( ) a ( ) a f ( ) ( ) q f Je možno získat ohbovou čáru ( ) a natočení ϕ( ) řešením průběhu posouvající síl a ohbového momentu na fiktivním nosníku (vnitřní síl s indeem f). Výše uvedené zápis jsou matematickým vjádřením ohrových vět:. Úhel natočení v obecném místě nosníku je roven velikosti fiktivní posouvající síl na fiktivním nosníku od zatížení skutečnou momentovou plochou dělené konstantou.. Průhb v obecném místě nosníku je roven velikosti fiktivního ohbového momentu na fiktivním nosníku od zatížení skutečnou momentovou plochou dělené konstantou.

11 Veličin, které si v analogii vzájemně odpovídají, vplývají ze srovnání diferenciálních rovnic: q d ϕ d T Fiktivní nosník je takový nosník, jehož fiktivní statické okrajové podmínk odpovídají geometrickým podmínkám skutečného nosníku. Tento fiktivní nosník, kterým nahrazujeme původní nosník při řešení ohbové čár jako výslednicové čár, nazýváme duálním ( sdruženým ) nosníkem.

12 skutečný nosník duální Duální nosník ted vtváříme tak, že a) kloubovou podporu na konci nosníku ponecháme beze změn b) volný konec nahradíme vetknutím c) vetknutí nahradíme volným koncem d) mezilehlou podporu nahradíme vnitřním kloubem e) vnitřní kloub nahradíme mezilehlou podporou Podpor původního nosníku a jemu odpovídajícího duálního nosníku jsou uveden na obrázku.