2.8 Zobecnění vztahů mezi zatížením a vnitřními silami prutu (rovinný prut zatížený v rovině) df x =f x.ds df z =f z.ds. M+dM x. ds=r.dϕ.



Podobné dokumenty
Stavební mechanika 2 (K132SM02)

2.13 Rovinný obloukový nosník zatížený v rovině = staticky určitě podepřený rovinný obloukový prut

Stavební mechanika 2 (K132SM02)

6.3 Momenty setrvačnosti a deviační momenty rovinných obrazců. yda. 1) I y, I z > 0. 2) I y, I z závisí na vzdálenosti plochy od osy II I I I I

FAKULTA STAVEBNÍ. Stavební statika. Telefon: WWW:

* Modelování (zjednodušení a popis) tvaru konstrukce. pruty

3. kapitola. Průběhy vnitřních sil na lomeném nosníku. Janek Faltýnek SI J (43) Teoretická část: Příkladová část: Stavební mechanika 2

4.1 Shrnutí základních poznatků

Stavební mechanika 3 132SM3 Přednášky. Deformační metoda: ZDM pro rámy s posuvnými styčníky, využití symetrie, výpočetní programy a kontrola výsledků.

Předmět: SM02 PRŮBĚH VNITŘNÍCH SIL M(x), V(x), N(x) NA ROVINNÉM ŠIKMÉM PRUTU. prof. Ing. Michal POLÁK, CSc.

Matematické metody v kartografii. Přednáška 3. Důležité křivky na kouli a elipsoidu. Loxodroma a ortodroma.

Platnost Bernoulli Navierovy hypotézy

Platnost Bernoulli Navierovy hypotézy

Část 3. Literatura : Otakar Maštovský; HYDROMECHANIKA Jaromír Noskijevič, MECHANIKA TEKUTIN František Šob; HYDROMECHANIKA

Kapitola 4. Tato kapitole se zabývá analýzou vnitřních sil na rovinných nosnících. Nejprve je provedena. Každý prut v rovině má 3 volnosti (kap.1).

Rozvodovky. Konstrukčně nenahraditelná, propojuje převodovku a rozvodovku Je konstantním činitelem v celkovém převodovém poměru HÚ

NOSNÍK NA PRUŽNÉM PODLOŽÍ (WINKLEROVSKÉM)

PŘÍKLADY PŮSOBENÍ A VÝPOČTU ZATÍŽENÍ VLASTNÍ TÍHOU:

6.3. Lineární diferenciální rovnice druhého řádu s konstantními koeficienty

Zjednodušená deformační metoda (2):

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

b=1.8m, c=2.1m. rychlostí dopadne?

Funkce zadané implicitně

Copyright c R.Fučík FJFI ČVUT Praha, 2008

Základy matematiky kombinované studium /06

a n (z z 0 ) n, z C, (1) n=0

4.6 Složené soustavy

ZDM PŘÍMÉ NOSNÍKY. Příklad č. 1. Miloš Hüttner SMR2 ZDM přímé nosníky cvičení 09. Zadání

Definice Řekneme, že funkce z = f(x,y) je v bodě A = [x 0,y 0 ] diferencovatelná, nebo. z f(x 0 + h,y 0 + k) f(x 0,y 0 ) = Ah + Bk + ρτ(h,k),

Téma 7 Smyková napětí v ohýbaných nosnících

α = 210 A x =... kn A y =... kn A M =... knm

1. výpočet reakcí R x, R az a R bz - dle kapitoly 3, q = q cosα (5.1) kolmých (P ). iz = P iz sinα (5.2) iz = P iz cosα (5.3) ix = P ix cosα (5.

A x A y. α = 30. B y. A x =... kn A y =... kn B y =... kn. Vykreslení N, V, M. q = 2kN/m M = 5kNm. F = 10 kn A c a b d ,5 2,5 L = 10

Desky. Petr Kabele. Pružnost a pevnost 132PRPE Přednášky. Deska/stěna/skořepina, desky základní předpoklady, proměnné a rovnice

1 Funkce dvou a tří proměnných

Inovace předmětů studijních programů strojního inženýrství v oblasti teplotního namáhání

Matematické symboly a značky

OPTIKA - NAUKA O SVĚTLE

Téma 6 Rovinné nosníkové soustavy

Veronika Drobná VB1STI02 Ing. Michalcová Vladimíra, Ph.D.

1 Rozdělení mechaniky a její náplň

Edita Kolářová ÚSTAV MATEMATIKY

4.6.3 Příhradové konstrukce

Úvodní informace. 17. února 2018

Euklidovský prostor Stručnější verze

ÚSTAV MATEMATIKY A DESKRIPTIVNÍ GEOMETRIE. Matematika 0A1. Cvičení, zimní semestr. Samostatné výstupy. Jan Šafařík

Jazyk matematiky Matematická logika Množinové operace Zobrazení Rozšířená číslená osa

FAKULTA STAVEBNÍ. Stavební statika. Telefon: WWW:

Matematika I A ukázkový test 1 pro 2011/2012. x + y + 3z = 1 (2a 1)x + (a + 1)y + z = 1 a

Elektronický učební text pro podporu výuky klasické mechaniky pro posluchače učitelství I. Mechanika hmotného bodu

Matematická analýza 1b. 9. Primitivní funkce

1 Vetknutý nosník částečně zatížený spojitým zatížením

Sbírka příkladů z matematické analýzy II. Petr Tomiczek


Mária Sadloňová. Fajn MATIKA. 150 řešených příkladů (vzorek)

Téma 12, modely podloží

. Opakovací kurs středoškolské matematiky podzim 2015

Teorie. Hinty. kunck6am

Matematické metody v kartografii

FAKULTA STAVEBNÍ VUT V BRNĚ PŘIJÍMACÍ ŘÍZENÍ PRO AKADEMICKÝ ROK

Řešené úlohy ze statistické fyziky a termodynamiky

Matematika I Reálná funkce jedné promìnné

Kapitola 7: Neurčitý integrál. 1/14

2. kapitola. Co jsou to vnitřní síly, jakými způsoby se dají určit, to vše jsme se naučili v první kapitole.

Diferenciální rovnice a jejich aplikace. (Brkos 2011) Diferenciální rovnice a jejich aplikace 1 / 36

Vzpěr jednoduchého rámu, diferenciální operátory. Lenka Dohnalová

OBECNOSTI KONVERGENCE V R N

Betonové konstrukce (S) Přednáška 3

Diferenciální počet 1 1. f(x) = ln arcsin 1 + x 1 x. 1 x 1 a x 1 0. f(x) = (cos x) cosh x + 3x. x 0 je derivace funkce f(x) v bodě x0.

CVIČENÍ č. 3 STATIKA TEKUTIN

Matematika I A ukázkový test 1 pro 2014/2015

Téma 8 Příčně zatížený rám a rošt

Derivace a průběh funkce.

Mechanika zemin I 3 Voda v zemině

Ohyb nastává, jestliže v řezu jakožto vnitřní účinek působí ohybový moment, tj. dvojice sil ležící v rovině kolmé k rovině řezu.

semestr: Letní 2014/2015 předmět: Stavební mechanika 2 (SM02)

Kapitola 7: Integrál.

Předpoklady: konstrukce je idealizována jako soustava bodů a tuhých těles (v prostoru) nebo bodů a tuhých desek (v rovině) konstrukce je v rovnováze

Teorie. Hinty. kunck6am

1. Je dána funkce f(x, y) a g(x, y, z). Vypište symbolicky všechny 1., 2. a 3. parciální derivace funkce f a funkce g.

Rovnice rovnováhy: ++ =0 x : =0 y : =0 =0,83

FAKULTA STAVEBNÍ VUT V BRNĚ PŘIJÍMACÍ ŘÍZENÍ DO NMSP STAVEBNÍ INŽENÝRSTVÍ PRO AKADEMICKÝ ROK

[obrázek γ nepotřebujeme, interval t, zřejmý, integrací polynomu a per partes vyjde: (e2 + e) + 2 ln 2. (e ln t = t) ] + y2

Kapitola 7: Integrál. 1/14

Kapitola 7: Integrál. 1/17

Aplikovaná optika. Optika. Vlnová optika. Geometrická optika. Kvantová optika. - pracuje s čistě geometrickými představami

ŠROUBOVÝ A PROSTOROVÝ POHYB ROTAČNĚ SYMETRICKÉHO TĚLESA

3. Způsoby namáhání stavebních konstrukcí

Kód uchazeče ID:... Varianta: 14

Mechanika - kinematika

Měřicí a řídicí technika Bakalářské studium 2007/2008. odezva. odhad chování procesu. formální matematický vztah s neznámými parametry

Kapitola 8. prutu: rovnice paraboly z = k x 2 [m], k = z a x 2 a. [m 1 ], (8.1) = z b x 2 b. rovnice sklonu střednice prutu (tečna ke střednici)

kde je dostupný ve formě vhodné pro tisk i ve formě vhodné pro prohlížení na obrazovce a z adresy

Obr. 1 Stavební hřebík. Hřebíky se zarážejí do dřeva ručně nebo přenosnými pneumatickými hřebíkovačkami.

Rovinná napjatost a Mohrova kružnice

Stavební mechanika 2 (K132SM02)

STAVEBNÍ STATIKA. Ing. Petr Konečný, Ph.D. LPH 407/3. tel

Přednáška 10. Kroucení prutů

Matematika 1 pro PEF PaE

K přednášce NUFY028 Teoretická mechanika prozatímní učební text, verze Spojitá prostředí: rovnice struny Leoš Dvořák, MFF UK Praha, 2014

Transkript:

.8 Zobecnění vtahů mei atížením a vnitřními silami prutu (rovinný prut atížený v rovině) µ x N V M dm µ df df x =R. MdM x NdN VdV Náhradní břemena: df x = x. df =. dm µ =µ. Obecný rovinný prut: spojité atížení silové ( x, ), momentové (µ) R / / R poloměr křivosti malé cos 1 sin tan 005010 Petr Kabele

V N M R dm µ / df df x =R. / VdV MdM NdN Rovnováha prutového elementu ( N N dn ) cos ( V V dv ) sin dfx = 0 ( N N dn ) sin ( V V dv ) cos df = 0 M M dm V V dv R dm µ = ( ) ( ) 0 005010 Petr Kabele

Úprava podmínek rovnováhy 1 / 1 / ( N N dn ) cos ( V V dv ) sin dfx = 0 ( N N dn ) sin ( V V dv ) cos df = 0 ( M M dm ) ( V V dv ) R dm µ = 0 anedbáme součiny dierenciálů dv. atd. a dosadíme a d ϕ =, df x, df, dm µ R dn V x = 0 R N dv = 0 R dm V µ = 0 : dn V = x R dv N = R dm = V µ (1) () (3) soustava dierenciálních rovnic pro N, V, M 005010 Petr Kabele

dm Pro µ = 0 se rovnice (3) jednoduší na V = (Schwedlerova věta) dm extrém ohybového momentu nastává v místě, kde = 0, tj. V = 0 Pro přímý prut R, takže rovnice (1), (), (3) se jednoduší na dn = x dv = dm = V µ (4) (5) (6) dm Jeli navíc µ = 0, pak V (7) = a tedy d M dv = = (8) d s 005010 Petr Kabele

.9 Důsledky dierenciálních vtahů mei atížením a vnitřními silami dn( s) = x ( s) (4) dn( s) x ( s) > 0 < 0 N( s) ce. klesající (a) dn( s) x ( s) < 0 > 0 N( s) ce. rostoucí (b) dn( s) x ( s) = 0 = 0 extrém nebo inlex. b. ce N( s) (c) x (s) N(s) (a) (c) (b) 005010 Petr Kabele

derivace (4) ( ) d s = x d N s ( ) dx ( s) d N( s) > 0 ( x ( s) rostoucí) < 0 N( s) ce. konkávní dx ( s) d N( s) < 0 ( x ( s) klesající) > 0 N( s) ce. konvexní (a) (b) (a) (b) x (s) x (s) N(s) N(s) 005010 Petr Kabele

dv ( s) = ( s) (5) dv ( s) ( s) > 0 < 0 V ( s) ce. klesající (a) dv ( s) ( s) < 0 > 0 V ( s) ce. rostoucí (b) dv ( s) ( s) = 0 = 0 extrém nebo inlex. b. ce V ( s) (c) (s) V (s) (a) (c) (b) 005010 Petr Kabele

d V s derivace (5) ( ) d ( s) = d ( s) d V ( s) > 0 ( ( s) rostoucí) < 0 V ( s) ce. konkávní d ( s) d V ( s) < 0 ( ( s) klesající) > 0 V ( s) ce. konvexní (a) (b) (a) (b) (s) (s) V(s) V(s) 005010 Petr Kabele

dm ( s) = V ( s) (předp.µ(s) = 0) (7) dm ( s) V ( s) > 0 > 0 M ( s) ce. rostoucí (a) dm ( s) V ( s) < 0 < 0 M ( s) ce. klesající (b) dm ( s) V ( s) = 0 = 0 extrém nebo inlex. b. ce M ( s) (c) V(s) M(s) rostoucí (a) (c) (b) klesající 005010 Petr Kabele

d M s ( ) dv ( s) = = ( s) (8) ( s) < 0 (s) dv ( s) ( V s ) > 0 ( ) rostoucí V(s) d M s ( ) > 0 M ( s) ce. konvexní M(s) 005010 Petr Kabele

d M s ( ) dv ( s) = = ( ) n s (8) n ( s) > 0 (s) dv ( s) ( V s ) < 0 ( ) klesající V(s) d M s ( ) < 0 M ( s) ce. konkávní M(s) 005010 Petr Kabele

dn x ( s) = ce. x 0 konst. lineární polynom n (4) ce. N konst. lineární kvadratická polynom (n1) o o dv = ( s) dm = V ( s ) µ ( s ) (5) (6) ce. 0 konst. lineární polynom n o ce. V konst. lineární kvadratická ce. M lineární kvadratická kubická polynom (n1) o polynom (n) o ce. µ 0 konst. lineární polynom n o ce. M konst. lineární kvadratická polynom (n1) o 005010 Petr Kabele

Příklad 1: Vykreslete průběhy posouvající síly a ohybového momentu. s max = 6 kn/m A v A h 3 m x 3 m B 005010 Petr Kabele

005010 Petr Kabele

Příklad : Je nám průběh ohybového momentu na přímém prutu. Vykreslete odpovídající průběhy posouvající síly a atížení prutu. 005010 Petr Kabele

.10Řešení průběhů vnitřních sil pomocí dierenciálních rovnic s okrajovými podmínkami Rovnice (4), (5) a (6) nebo (8) neávislé dierenciální rovnice pro N, V, M. Umíme řešit přímou integrací. x 1 N = C V = C M = ( V µ ) C = µ C s C 3 n 3 C 1, C a C 3 integrační konstanty, které určíme okrajových podmínek (námých hodnot N, V, M na okrajích koumaného prutu). úloha s okrajovými podmínkami 005010 Petr Kabele

Př. 1: Analyujte průběhy vnitřních sil. A v Normálová síla: dn s A h 5 m x max = 10 kn/m 10 o s = 1 s N( s) = s C1 = C okrajová podmínka ( rovnováha v b): B 1 Reakce: A h = 1.5 kn A v = 7.17 kn B = 14.433 kn Transormace spoj. atížení 5 5 µ = 0 max x = s cos 60 = 1 s max = s sin 60 = 1.73 s takže N( s) N 5 5) = 0 C1 = 0 C ( 1 = s 1.5 = 1.5 0 Nab = N(0) = 1.5 = 1.5 kn = ( Ah ) 005010 Petr Kabele

Posouvající síla: dv 1.73 s = 1.73 s V ( s) = 1.73 s C = C... pro výpočet integrační konstanty bychom mohli použít rovnováhu posouvající síly a svislé reakce v jednom krajních bodů. Následující postup je však výhodnější: Ohybový moment: dm 1.73 s 1.73 s = V = C M ( s) = C C 3 1.73 s M ( s) = C s C 6 3 3 okrajové podmínky pro moment (momentová rovnováha v a a b) : 3 1.73 0 M ( 0) = 0 C 0 C3 = 0 C3 6 = 0 005010 Petr Kabele

okrajové podmínky pro moment (pokračování) : 3 1.73 5 M ( 5) = 0 C 5 0 = 0 C 6 takže a M ( s) 3 1.73 s = 7. 17 s 6 1.73 s V ( s) = 7.17 = 7.17 1.73 0 Vab = V (0) = 7.17 = 7.17 kn = A ( ) 1.73 5 Vba = V (5) = 7.17 = 14.433 kn = B v ( ) Při použití statických okrajových podmínek (předepsaná síla nebo moment nulová či nenulová) není nutno předem počítat reakce. Reakce pak můžeme použít pro kontrolu výsledků. 005010 Petr Kabele

dn extrémní normálová síla: ( = x ) = 0 1 sextn = 0 sextn = 0m N = N(0) = 1.5 kn ext dv extrémní posouvající síla: ( = ) = 0 1.73 sextv = 0 sextv = 0m V = V (0) = 7.17 kn ext extrémní moment: 1.73 s dm extm ( = V ) = 0 7.17 = 0 s extm = ±.887 m 3 1.73.887 M ext = M (.887) = 7.17.887 = 13.889 knm 6 Další extrémy hledáme na okrajích intervalu. 005010 Petr Kabele

1.5 N (kn) V (kn) 7.17.887 m 14.433 M (knm) 13.889 005010 Petr Kabele

Př. : Vypočítejte unkce průběhů posouvající síly a ohybového momentu na intervalu (b, c): max =10 kn/m b c m a 5m 6m d D Reakce (pro výpočet bude stačit nát reakci D): a D 10 6 6 6D = 0 3 = 10 kn 005010 Petr Kabele

Posouvající síla: 10 ( s) = 10 s 6 dv ( s) 10 = ( ) 10 s s = 6 10 s 5 1 1 1 V ( s) = ( s) C = 10s C = 10s s C 6 6 b a max =10 kn/m s 6m c d D Pro určení integrační konstanty musíme nát hodnotu posouvající síly v jednom krajních bodů intervalu. Zde snadno určíme V cb reakce D. V = D = 10 kn V V C cb cb ( 6) (6) = 10 6 6 C1 = 10 1 = V = 0 5 6 5 V s s s 6 ( ) = 10 0 005010 Petr Kabele

Ohybový moment: 5 V ( s) = 10 s s 0 6 dm ( s) 5 = V ( s) = 10 s s 0 6 3 s 5 s M ( s) = V ( s) C = 10 0s C 6 3 5 3 = 5s s 0s C 18 b a max =10 kn/m s 6m c d D Pro určení integrační konstanty musíme nát hodnotu ohyb. momentu síly v jednom krajních bodů intervalu. Zde snadno určíme M cb výpočtem prava. M M M C cb cb = 0 kn = M ( 6) 5 18 3 (6) = 5 6 6 0 6 = 0 = 0 5 3 M ( s) = 5s s 0s 18 C 005010 Petr Kabele

Tento dokument je určen výhradně jako doplněk k přednáškám předmětu Stavební mechanika pro studenty Stavební akulty ČVUT v Prae. Dokument je průběžně doplňován, opravován a aktualiován a i přes veškerou snahu autora může obsahovat nepřesnosti a chyby. Datum poslední revie: 15.3.011 005010 Petr Kabele