Pružnost a pevnost. 9. přednáška, 11. prosince 2018

Podobné dokumenty
Přednáška 10. Kroucení prutů

Přednáška 10. Kroucení prutů

Předmět: SM 01 ROVINNÉ PŘÍHRADOVÉ KONSTRUKCE

Přednáška 10. Kroucení prutů

23. Mechanické vlnění

STATISTIKA. Statistika se těší pochybnému vyznamenání tím, že je nejvíce nepochopeným vědním oborem. H. Levinson

1.7.4 Těžiště, rovnovážná poloha

Mezní stavy konstrukcí a jejich porušov. Hru IV. Milan RůžR. zbynek.hruby.

Deskriptivní statistika 1

FREQUENCY ANALYSIS OF FREE VIBRATIONS OF THE BEAM IN POSTCRITICAL STATE

Matematika 1. Katedra matematiky, Fakulta stavební ČVUT v Praze. středa 10-11:40 posluchárna D / 13. Posloupnosti

Geometrická optika. Zákon odrazu a lomu světla

Experimentální Analýza Napětí

I. TAYLORŮV POLYNOM. Taylorovy řady některých funkcí: Pro x R platí: sin(x) =

VYSOCE PŘESNÉ METODY OBRÁBĚNÍ

Základní požadavky a pravidla měření

12. N á h o d n ý v ý b ě r

Stísněná plastická deformace PLASTICITA

Příklady k přednášce 9 - Zpětná vazba

I. TAYLORŮV POLYNOM ( 1

EKONOMETRIE 9. přednáška Zobecněný lineární regresní model

Téma 2 Přímková a rovinná soustava sil

PRUŽNOST A PLASTICITA I

Statistika pro metrologii

Analýza a zpracování signálů. 3. Číselné řady, jejich vlastnosti a základní operace, náhodné signály

veličiny má stejný řád jako je řád poslední číslice nejistoty. Nejistotu píšeme obvykle jenom jednou

1. Číselné obory, dělitelnost, výrazy

Prorážka DOC. ING. PAVEL HÁNEK, CSC. Uvedené materiály jsou doplňkem přednášek předmětu 154GP10

Platnost Bernoulli Navierovy hypotézy

Cyklické namáhání, druhy cyklických namáhání, stanovení meze únavy vzorku Ing. Jaroslav Svoboda

Základní teoretický aparát a další potřebné znalosti pro úspěšné studium na strojní fakultě a k řešení technických problémů

1. Definice elektrického pohonu 1.1 Specifikace pohonu podle typu poháněného pracovního stroje Rychlost pracovního mechanismu

obsah obsah... 5 Přehled veličin... 7

Obecná soustava sil a momentů v prostoru

Pružnost a pevnost (132PRPE) Písemná část závěrečné zkoušky vzorové otázky a příklady. Část 1 - Test

Při sledování a studiu vlastností náhodných výsledků poznáme charakter. podmínek různé výsledky. Ty odpovídají hodnotám jednotlivých realizací

Osové a deviační momenty setrvačnosti ploch (opakování ze 4. cvičení) Momenty setrvačnosti k otočeným osám Kroucení kruhových a mezikruhových průřezů

1. Čím se zabývá 4PP? zabývá se určováním deformace a porušováním celistvých těles v závislosti na vnějším zatížení

Pravděpodobnostní modely

Střední průmyslová škola, Uherské Hradiště, Kollárova 617 MECHANIKA I M.H MECHANIKA I STATIKA, PRUŽNOST A PEVNOST - 1 -

Výpočet vnitřních sil přímého nosníku II

Pružnost a pevnost (132PRPE), paralelka J2/1 (ZS 2015/2016) Písemná část závěrečné zkoušky vzorové otázky a příklady.

Odhady parametrů polohy a rozptýlení pro často se vyskytující rozdělení dat v laboratoři se vyčíslují podle následujících vztahů:

6. FUNKCE A POSLOUPNOSTI

Těžiště a moment setrvačnosti Nalezení práce polohy těžiště a momentu setrvačnosti vůči zadané ose u homogenních těles v třírozměrném prostoru.

Matematika 1. Ivana Pultarová Katedra matematiky, Fakulta stavební ČVUT v Praze. středa 10-11:40 posluchárna D Posloupnosti

1 Základy Z-transformace. pro aplikace v oblasti

S k l á d á n í s i l

Stavební mechanika přednáška, 10. dubna 2017

Pevnost a životnost - Hru III 1. PEVNOST a ŽIVOTNOST. Hru III. Milan Růžička, Josef Jurenka, Zbyněk Hrubý.

Středoškolská technika 2015 ŘEŠENÍ DOKONALÉHO TVARU MOSTNÍHO NOSNÍKU Z HLEDISKA POTENCIÁLNÍ ENERGIE - ŘETĚZOVKA

5 Křivkové a plošné integrály

Cvičení 11 (Creep a plasticita)

Zhodnocení přesnosti měření

L A B O R A T O R N Í C V I Č E N Í Z F Y Z I K Y

1. Základy měření neelektrických veličin

Odhady parametrů 1. Odhady parametrů

Statika 2. Vetknuté nosníky. Miroslav Vokáč 2. listopadu ČVUT v Praze, Fakulta architektury. Statika 2. M.

Platnost Bernoulli Navierovy hypotézy

MASARYKOVA UNIVERZITA FAKULTA INFORMATIKY MB202. Diferenciální a integrální počet B

Základy statistiky. Zpracování pokusných dat Praktické příklady. Kristina Somerlíková

Plochy počítačové grafiky

IV-1 Energie soustavy bodových nábojů... 2 IV-2 Energie elektrického pole pro náboj rozmístěný obecně na povrchu a uvnitř objemu tělesa...

4. B o d o v é o d h a d y p a r a m e t r ů

Statika 1. Vnitřní síly na prutech. Miroslav Vokáč 11. dubna ČVUT v Praze, Fakulta architektury. Statika 1. M.

OTÁZKY VSTUPNÍHO TESTU PP I LS 2010/2011

Autoři: Jan Krákora,, David Šebek, Quido Herzeq; ČVUT FELK Praha; Dne:

Střední průmyslová škola zeměměřická GEODETICKÉ VÝPOČTY. 2. část. Ing. Danuše Mlčková

OHYB (Napjatost) M A M + qc a + b + c ) M A = 2M qc a + b + c )

Nálitky. Obr. 1 Schematický přehled typů nálitků

Dynamická pevnost a životnost Statistika

SEMESTRÁLNÍ PRÁCE Z PŘEDMĚTU

Lineární programování

Téma 12, modely podloží

Úloha III.S... limitní

jako konstanta nula. Obsahem centrálních limitních vět je tvrzení, že distribuční funkce i=1 X i konvergují za určitých

Přednášky část 7 Statistické metody vyhodnocování dat

Téma: 11) Dynamika stavebních konstrukcí

1 ROVNOMĚRNOST BETONU KONSTRUKCE

Teorie odhadů 2 Teorie odhadů... 3 Odhad parametrů... 4

( + ) ( ) ( ) ( ) ( ) Derivace elementárních funkcí II. Předpoklady: Př. 1: Urči derivaci funkce y = x ; n N.

Pro statistické šetření si zvolte si statistický soubor např. všichni žáci třídy (několika tříd, školy apod.).

Pružnost a pevnost. 2. přednáška, 10. října 2016

Analýza a zpracování signálů. 3. Číselné řady, jejich vlastnosti a základní operace, náhodné signály

základním prvkem teorie křivek v počítačové grafice křivky polynomiální n

Cvičení 7 (Matematická teorie pružnosti)

Měření na třífázovém asynchronním motoru

definované pro jednotlivé řády takto: ) řádu n nazýváme číslo A = det( A) a a a11 a12

Pravděpodobnost a aplikovaná statistika

Namáhání na tah, tlak

Užitečné zdroje příkladů jsou: Materiály ke cvičením z Kalkulu 3 od Kristýny Kuncové:

= + nazýváme tečnou ke grafu funkce f

OKRUŽNÍ A ROZVOZNÍ ÚLOHY: OBCHODNÍ CESTUJÍCÍ. FORMULACE PŘI RESPEKTOVÁNÍ ČASOVÝCH OKEN

Příklady k přednášce 12 - Frekvenční metody

2 STEJNORODOST BETONU KONSTRUKCE

1 Základní pojmy a vlastnosti

Číselné charakteristiky náhodných veličin

Nejistoty měření. Aritmetický průměr. Odhad směrodatné odchylky výběrového průměru = nejistota typu A

Cvičení 6.: Výpočet střední hodnoty a rozptylu, bodové a intervalové odhady střední hodnoty a rozptylu

f x a x DSM2 Cv 9 Vytvořující funkce Vytvořující funkcí nekonečné posloupnosti a0, a1,, a n , reálných čísel míníme formální nekonečnou řadu ( )

Transkript:

Pružost a pevost 9. předáška, 11. prosice 2018 1) Krouceí prutu s kruhovým průřezem 2) Volé krouceí prutu s průřezem a) masivím b) otevřeým tekostěým c) uzavřeým tekostěým 3) Ohybové (vázaé) krouceí

Rovoměré krouceí kruhové tyče y z při rovoměrém krouceí: L

Rovoměré krouceí kruhové tyče původí poloha: y rcos y y z rsi z r z

Rovoměré krouceí kruhové tyče z původí poloha: y z rcos rsi ová poloha po pootočeí průřezu: y v r cos posuy: z w rsi v r cos r cos r si z w rsi rsi r cos y (pokud 1 ) y z w y v z

Rovoměré krouceí kruhové tyče pole posuů: v, y, z z w, y, z y pole deformací: d y, y, z z d d,, z y z y d, y, z 0 yz y z yz u y u z v z v w w y

Rovoměré krouceí kruhové tyče pole posuů: v, y, z z w, y, z y pole deformací: d y, y, z z z d L d,, z y z y y d L, y, z 0 yz při rovoměrém krouceí: L poměré zkrouceí

Rovoměré krouceí kruhové tyče pole posuů: v, y, z z w, y, z y pole deformací: d y, y, z z z z d L d,, z y z y y y d L, y, z 0 yz při rovoměrém krouceí: L

Rovoměré krouceí kruhové tyče pole posuů: v, y, z z w, y, z y pole deformací: y z, y, z, y, z z y při rovoměrém krouceí: pole apětí: y z, y, z, y, z L Gz Gy G G y y z z

Rovoměré krouceí kruhové tyče R r y z Gz Gy y G R G r z

Rovoměré krouceí kruhové tyče y z Gz Gy ma y GR z

Rovoměré krouceí kruhové tyče y z Gz Gy ma y y ma GR z z

Rovoměré krouceí kruhové tyče R z y r z y G r y z y r složky smykového apětí v obecém bodě o souřadicích y,z: G r z G z G r si y G y G r cos z

Rovoměré krouceí kruhové tyče ma y z Gz Gy y y ma z z

Vztah apětí a vitřích sil a prutu y z y da z d A da vitří síly jsou výsledice apětí v průřezu

Vztah apětí a vitřích sil a prutu y z da z da da y da

Vztah apětí a vitřích sil a prutu y z y da y z da y da

Vztah apětí a vitřích sil a prutu y z da z z y da z da

Vztah apětí a vitřích sil a prutu V y y d A A posouvající síly V ormálová síla N A z z d A A da

Vztah apětí a vitřích sil a prutu krouticí momet M y A z da M A z y y z da M ohybové momety z A y da

Rovoměré krouceí kruhové tyče Neulové složky apětí: y z Gz Gy y y da z da Krouticí momet: d 2 2 M y z A G y G z da z y A A 2 2d G y z A G I I G I A z z y p

Rovoměré krouceí kruhové tyče I p A y 2 z 2 da r 2 da A polárí momet setrvačosti průřezu (k těžišti) Výsledý vztah pro krouticí momet: M GI p tuhost kruhového průřezu v krouceí (torzí tuhost) deformačí veličia charakterizující zkrouceí elemetárího segmetu prutu

Základí veličiy a rovice přemístěí vější síly geometrické statické přetvořeí materiálové vitří síly

Základí rovice krouceý prut kruhového průřezu d d GI p d d m 0 m d d dm d m 0 M GI p M

Rovoměré krouceí d d GI p d d m 0 GI p d 2 d 2 0 kost. 0 lieárí d d kostatí p M GI kostatí

Rovoměré krouceí - příklad O jaký úhel se pootočí pravý kocový průřez kruhové tyče, jestliže je levý koec tyče uput a a pravý koec působí osamělý momet otáčející kolem osy prutu? Jaké apětí přitom v prutu vzike? M 8 knm 2R 0,2 m I p R 2 L 2m G 80 GPa 4 6 4 6 2 157,110 m GI p 12,57 10 Nm

Rovoměré krouceí - příklad 3 M 810 Nm 0,6366 10 m 6 2 GI 12,57 10 Nm p L 3 1,273 10 1,273 mrad 3 1 ma GR 9 2 3 1 80 10 Nm 0,6366 10 m 0,1 m = 6 2 = 5,09 10 Nm 5,09 MPa ma 3 2M 2810 Nm ma 3 3 5,09 MPa R 0,1m ma

Rovoměré krouceí - příklad L M 2R M M ML GI p 2ML G R 4

Pružost a pevost 9. předáška, 11. prosice 2018 1) Krouceí prutu s kruhovým průřezem 2) Volé krouceí prutu s průřezem a) masivím b) otevřeým tekostěým c) uzavřeým tekostěým 3) Ohybové (vázaé) krouceí

Deplaace průřezu Při krouceí obecě průřezy ztrácejí roviost, s výjimkou rotačě symetrických průřezů, tedy kruhu a mezikruží. ztráta roviosti průřezu = deplaace Zatím jsme popsali pouze krouceí průřezů bez deplaace.

Volé krouceí obecého průřezu Pole posuutí s uvážeím deplaace:, y z y z u,, poměré zkrouceí d d deplaačí fukce (zatím ezámá)

Volé krouceí obecého průřezu Pole posuutí s uvážeím deplaace: poměré zkrouceí,, y, z u y z d d rovoměré krouceí kost.

Volé krouceí obecého průřezu Pole posuutí s uvážeím deplaace:,, y, z u y z Pro deplaačí fukci lze odvodit difereciálí rovici 2 y, z 2 y, z y 2 z 2 0 Laplaceova rovice Laplaceovu rovici je třeba řešit s okrajovou podmíkou, která vyjadřuje skutečost, že a okraji průřezu má výsledé smykové apětí působit ve směru tečém k okraji.

Odvozeí Laplaceovy rovice pole posuů: u, y, z y, z v, y, z z w, y, z y pole deformací: yz,,, y y z z y yz,,, z y z y z, y, z 0 yz rovoměré krouceí: d kost. d y z yz u y u z v z v w w y

Odvozeí Laplaceovy rovice pole deformací: y z z y, y, z z pole apětí: y z G z y G y z y y z G G y z

Odvozeí Laplaceovy rovice Cauchyho rovice rovováhy: y z X 0 y z G y z 2 2 0 2 2 y z 2 2 0 2 2... Laplaceova rovice

Odvozeí okrajové podmíky a okraji průřezu musí smykové apětí působit ve směru tečy: 0 jedotková y y z z ormála smykové apětí

Odvozeí okrajové podmíky a okraji průřezu musí smykové apětí působit ve směru tečy: y y z z 0 y G z z G y y z y z yz z y y z z y y z a hraici je tedy předepsáa ormálová derivace deplaačí fukce

Volé krouceí obecého průřezu Je-li z Laplaceovy rovice vypočtea deplaačí fukce, je možo vyjádřit složky apětí yz, y, y, z G y, y, z G z y M yz, z, y, z G z, y, z G y z a krouticí momet A A z y 2 2 z y yz da G y z y z da M GI k I k momet tuhosti ve volém krouceí

Základí rovice rovoměrě krouceý prut obecého průřezu GI k d 2 d 2 0 m 0 d d d M d 0 M GI k M

Volé krouceí obdélík deplaačí fukce velikost apětí + - ma 0 složka apětí y složka apětí z + - + -

Volé krouceí masiví L deplaačí fukce velikost apětí + - ma 0

Volé krouceí trojúhelík deplaačí fukce + - velikost apětí ma 0

Volé krouceí šestiúhelík + deplaačí fukce velikost apětí ma - 0

Volé krouceí tekostěé L deplaačí fukce + - velikost apětí ma 0 složka apětí y složka apětí z + + - -

Volé krouceí tekostěé L složka apětí y + -

Volé krouceí tekostěé L složka apětí z + -

Volé krouceí tekostěé L velikost apětí ma 0

Volé krouceí masivího průřezu Přibližý vzorec pro momet tuhosti v krouceí masivího průřezu obecého tvaru: I k A 4 40I p Přesý vzorec pro průřez tvaru obdélíka: h I k 3 b h 192 b 1 h 1 tah 5 5 3 h 1,3,5... 2b b

Volé krouceí úzkého obdélíka Přibližý vzorec pro momet tuhosti v krouceí úzkého obdélíka: I k 1 3 3 b h 10,63 b h Smykové apětí je ve směru kratšího rozměru rozložeo zhruba lieárě: ma z M I k b ma z b h

Volé krouceí otevřeého tekostěého průřezu otevřeý tekostěý průřez středice průřezu 1 h 1 3 2 h 2 h 3 4 h 4

Volé krouceí otevřeého tekostěého průřezu Momet tuhosti v krouceí je součtem mometů tuhosti jedotlivých větví: 1 I 3 h k 3 Maimálí smykové apětí v -té větvi: ma M Největší apětí vziká v ejtlustší větvi! I k

relativí chyba [%] Volé krouceí přibližé vzorce momet tuhosti ve volém krouceí průřezu L 50 40 30 20 10 I k 4 A 40I p (17) (18) (19) 1 I 3 k h 3 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 relativí velikost výřezu

Volé krouceí uzavřeého tekostěého průřezu uzavřeý tekostěý průřez středice průřezu s s

Volé krouceí uzavřeého tekostěého průřezu Smykové apětí je po tloušťce rozděleo rovoměrě a smykový tok je podél středice průřezu kostatí: s t s kost. s Největší apětí tedy vziká v ejtečí části! s s

Volé krouceí uzavřeého tekostěého průřezu Příspěvek přímé části číslo ke krouticímu mometu: F h t h s s T F t s h t s F h

Volé krouceí uzavřeého tekostěého průřezu Příspěvek přímé části číslo ke krouticímu mometu: F h t h s s T F t s h t s h / 2 h 2 plocha trojúhelíka h

Volé krouceí uzavřeého tekostěého průřezu Celkový krouticí momet: M F t s t s 3 / 2 4 / 2 2 / 2 1 / 2

Volé krouceí uzavřeého tekostěého průřezu Celkový krouticí momet: M F t s t s / 2 2 plocha ohraičeá středicí průřezu

Volé krouceí uzavřeého tekostěého průřezu Pro obecý tvar průřezu: M t s sds t sds t s s / 2 2 s ds plocha ohraičeá středicí průřezu

Volé krouceí uzavřeého tekostěého průřezu Vztah mezi smykovým tokem a relativím úhlem zkrouceí: Vztah mezi krouticím mometem a relativím úhlem zkrouceí: momet tuhosti v krouceí I k M 2 ds s t s t s G G 2 s d s ds s GI k

Příklad volé rovoměré krouceí 0,8 3 knm L 2m 3 knm G 15 GPa Prut o kostatím průřezu je amáhá kostatím krouticím mometem. Určete vzájemé pootočeí kocových průřezů a maimálí apětí pro tři růzé typy průřezu. 0,2 0,04 0,29 0,05 0,2 0,29

Příklad volé rovoměré krouceí 0,2 3 knm 0,2 vzorce platé pro čtverec 3 knm L 2m G 15 GPa bh 0,2 m I k ma 0,1406 b 22510 m L GIk 4 6 4 ML 1,78 mrad M 0,6755 b 1,81 MPa I k

Příklad volé rovoměré krouceí 3 knm L 2m 3 knm G 15 GPa 0,05 0,8 vzorce platé pro úzký obdélík b0,05 m, h 0,8 m 1 b Ik b h 10,63 32 10 m 3 h ML L 12,5 mrad GI ma 3 6 4 M b I k k 4,7 MPa

Příklad volé rovoměré krouceí 3 knm 0,04 0,29 0,29 vzorce platé pro uzavřeý tekostěý průřez 3 knm L 2m G 15 GPa 2 0,25 m 0,25 m 0,125 m I k ds s s 0,25 m 4 25 0,04 m 2 62510 m ds s L GIk s t s ML M 6 4 0,64 mrad s s 2 0,6 MPa

Příklad volé rovoměré krouceí 2 A m -6 4 Ik 10 m 0,04 0,04 0,04 225 32 625 mrad 1,78 12,5 0,64 ma MPa 1,8 4,7 0,6

Příklad volé rovoměré krouceí ejvětší tuhost v krouceí ejmeší smykové apětí od volého krouceí ejmeší tuhost v krouceí ejvětší smykové apětí od volého krouceí

Pružost a pevost 1) Krouceí prutu s kruhovým průřezem 2) Volé krouceí prutu s průřezem a) masivím b) otevřeým tekostěým c) uzavřeým tekostěým 3) Ohybové (vázaé) krouceí

Ohybové (vázaé) krouceí K ohybovému krouceí dochází, pokud průřezy emohou volě deplaovat. Možé příčiy omezeí deplaace: vetkutí kocového průřezu změa průřezu (proměá tuhost po délce prutu) změa krouticího mometu (proměý momet) Důsledky omezeé deplaace: vzik ormálového apětí od krouceí vzik druhotého smykového apětí Tato apětí jsou výzamá pro tekostěé průřezy, zejméa pro otevřeé.