7. Silně zakřivený prut

Podobné dokumenty
MODEL MOSTU. Ing.Jiřina Strnadová. Evropský sociální fond Praha a EU Investujeme do vaší budoucnosti. Předmět:Fyzika

1 Měření kapacity kondenzátorů

Fyzikální praktikum 3 - úloha 7

Numerická integrace. 6. listopadu 2012

Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1. Podpora digitalizace a využití ICT na SPŠ CZ.1.07/1.5.00/34.

na tyč působit moment síly M, určený ze vztahu (9). Periodu kmitu T tohoto kyvadla lze určit ze vztahu:

Předmět: Ročník: Vytvořil: Datum: ŠČERBOVÁ M. PAVELKA V. VZPĚR VZPĚR

Analýza oběžného kola

Metoda konečných prvků. 6. přednáška Tělesové prvky - úvod (lineární trojúhelník a lineární čtyřstěn) Martin Vrbka, Michal Vaverka

2.6.4 Lineární lomené funkce s absolutní hodnotou

Gymnázium, Praha 10, Voděradská 2 Projekt OBZORY

Asymptoty grafu funkce

Stavební mechanika přednáška, 2. května 2016

1.7. Mechanické kmitání

1.3 Druhy a metody měření

Definice z = f(x,y) vázané podmínkou g(x,y) = 0 jsou z geometrického hlediska lokálními extrémy prostorové křivky k, Obr Obr. 6.2.

(k 1)x k + 1. pro k 1 a x = 0 pro k = 1.

Zadání. Založení projektu

9. Lineárně elastická lomová mechanika K-koncepce. Únava a lomová mechanika Pavel Hutař, Luboš Náhlík

pracovní list studenta

SMĚŠOVACÍ KALORIMETR -tepelně izolovaná nádoba s míchačkou a teploměrem, která je naplněná kapalinou

ESII-2.1 Elektroměry

c sin Příklad 2 : v trojúhelníku ABC platí : a = 11,6 dm, c = 9 dm, α = Vypočtěte stranu b a zbývající úhly.

Goniometrie trigonometrie

Posouzení únosnosti svaru se provádí podle zásad pružnosti a pevnosti v nebezpečném průřezu.

Druhá mocnina. Druhá odmocnina Druhá odmocnina. Předpoklady: V této hodině jsou kalkulačky zakázány.

Měření hustoty kapaliny z periody kmitů zkumavky

Změnu DPH na kartách a v ceníku prací lze provést i v jednotlivých modulech.

TESTOVÁNÍ SOFTWARU PAM STAMP MODELOVÝMI ZKOUŠKAMI

M-10. AU = astronomická jednotka = vzdálenost Země-Slunce = přibližně 150 mil. km. V následující tabulce je závislost doby

( ) ( ) Sčítání vektorů. Předpoklady: 7201

Vyvažování tuhého rotoru v jedné rovině přístrojem Adash Vibrio

DYNAMICKÉ VÝPOČTY PROGRAMEM ESA PT

2.1. Pojem funkce a její vlastnosti. Reálná funkce f jedné reálné proměnné x je taková

Kótování na strojnických výkresech 1.část

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Pokusy s kolem na hřídeli (experimenty s výpočty)

5 ZKOUŠENÍ CIHLÁŘSKÝCH VÝROBKŮ

ŘÍZENÍ ABSORBERU KMITŮ POMOCÍ MATLABU

a činitel stabilizace p u

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

( ) Úloha č. 9. Měření rychlosti zvuku a Poissonovy konstanty

Ploché výrobky z konstrukčních ocelí s vyšší mezí kluzu po zušlechťování technické dodací podmínky

Návrh induktoru a vysokofrekven ního transformátoru

Digitální učební materiál

5 Navrhování vyztužených zděných prvků

Měřidla. Existují dva druhy měření:

AMU1 Monitorování bezpečného života letounu (RYCHLÝ PŘEHLED)

INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ. Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám. Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.

Úloha 2 Tepelný odpor a vrstvená konstrukce

ZEMNÍ ODPOR ZEMNIČE REZISTIVITA PŮDY

Digitální učební materiál

ANALÝZA A EXPERIMENTÁLNÍ OVĚŘENÍ VELIČIN ŠROUBOVÉHO SPOJE KOLA AUTOMOBILU

Přechodové děje při startování Plazmatronu

STATICKÁ ÚNOSNOST 3D MODELU SVĚRNÉHO SPOJE

Návod ke stažení a instalaci bodů zájmu do navigace TomTom řady Via a Go100x

Jan Březina. Technical University of Liberec. 17. března 2015

OPTIMALIZOVANÉ PREFABRIKOVANÉ BALKONOVÉ DÍLCE Z VLÁKNOBETONU

TVAROVÉ A ROZMĚROVÉ PARAMETRY V OBRAZOVÉ DOKUMENTACI. Druhy kót Části kót Hlavní zásady kótování Odkazová čára Soustavy kót

Číslicové měření kmitočtu

Závislost hladiny intenzity zvuku na počtu zdrojů zvuku, na vzdálenosti od zdroje zvuku

Výroba ozubených kol. Použití ozubených kol. Převody ozubenými koly a tvary ozubených kol

Lineární algebra. Vektorové prostory

Business Contact Manager Správa kontaktů pro tisk štítků

Návrh rozměrů plošného základu

2 Trochu teorie. Tab. 1: Tabulka pˇrepravních nákladů

B Kvantitativní test. Semestrální práce TUR. Novotný Michal

Provozní deník jakosti vody

COPY SPS. Návrh převodovky. Vypracoval Jaroslav Řezníček IV.B 2.KONSTRUKČNÍ CVIČENÍ ZA 4. ROČNÍK

Spoje se styčníkovými deskami s prolisovanými trny

Grafické řešení soustav lineárních rovnic a nerovnic

Měření momentu setrvačnosti z doby kmitu

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE. Mikrovlny

VY_52_INOVACE_2NOV70. Autor: Mgr. Jakub Novák. Datum: Ročník: 8. a 9.

Základní pojmy Při kontrole výrobků se zjišťuje, zda odpovídají požadavkům rozměry, tvary a jakost ploch při použití předepsaných měřicích postupů.

Všeobecně lze říci, že EUCOR má několikanásobně vyšší odolnost proti otěru než tavený čedič a řádově vyšší než speciální legované ocele a litiny.

Předmět: Ročník: Vytvořil: Datum: ŠČERBOVÁ M. PAVELKA V. NOSNÍKY NOSNÍKY

Návod na sestavení naháněcí ohrady

Instrukce Měření umělého osvětlení

Elektrická měření 4: 4/ Osciloskop (blokové schéma, činnost bloků, zobrazení průběhu na stínítku )

LANOVÁ STŘECHA NAD ELIPTICKÝM PŮDORYSEM

SYSTÉM PODLAHOVÉHO TOPENÍ PROFI THERM 2000

269/2015 Sb. VYHLÁŠKA

AMC/IEM HLAVA B PŘÍKLAD OZNAČENÍ PŘÍMOČARÉHO POHYBU K OTEVÍRÁNÍ

Fyzikální praktikum...

III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Vítězslav Bártl. prosinec 2013

2.8.8 Kvadratické nerovnice s parametrem

MECHANIKA HORNIN A ZEMIN

Průzkum veřejného mínění věcné hodnocení

FRANK. Technologie pro stavební průmysl. Egcodübel Jednoduché smykové trny pro malé a střední zatížení

Difrakce na mřížce. Úkoly měření: Použité přístroje a pomůcky: Základní pojmy, teoretický úvod: Úloha č. 7

Metodika kontroly naplněnosti pracovních míst

Evidence dat v prostředí MS Excelu Kontingenční tabulka a kontingenční graf

SENDVIČOVÉ KONSTRUKCE Zdeněk Padovec

Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně Ústav konstruování. KONSTRUOVÁNÍ STROJŮ mechanismy. Přednáška 8

Nástroje produktivity

3. Prvek tělesa a napětí v řezu

Digitální učební materiál

Autodesk Inventor 8 vysunutí

Transkript:

7. Silně zakřivený prut 2011/2012 Zadání Zjistěte rozložení napětí v průřezu silně zakřiveného prutu namáhaného ohybem analyticky a experimentálně. Výsledky ověřte numerickým výpočtem. Rozbor Pruty, které mají kruhovou střednici, dělíme na silně a slabě zakřivené podle poměru /, kde R je poloměr střednice prutu a h je příčný rozměr střednice. Je-li tento poměr výrazně vyšší než 1, pak se jedná o prut slabě zakřivený a napjatost v oblasti zakřivení je možné počítat pomocí vztahů platných pro přímé pruty. Je-li však poměr řádově roven 1, pak prut považujeme za silně zakřivený a napjatost a deformaci musíme počítat pomocí vztahů pro zakřivené pruty. Experimentální soustavou, na které budeme měřit, je prut tvaru podkovy z novoduru, který má v oblasti zakřivení nalepené tenzometry uvnitř a vně průměru (nákres je na obrázku 1). Obrázek 1: Nákres prutu včetně rozměrů a míst s tenzometry Z rozměrů je jasné, že jde o silně zakřivený prut, neboť platí: 2 36 1,2 30 Prut je namáhán na ohyb silou F 2. Síla F 2 je vyvolána přes rameno silou F 1 měřenou siloměrem (viz obrázek 2). Obrázek 2: Nákres zatěžování prutu, a = 260 mm, b = 770 mm 1

Každý tenzometr je zapojen do polovičního mostu s kompenzačním tenzometrem a připojen k měřící ústředně. Cílem je změřit přetvoření na krajích prutu a tím popsat rozložení napětí po šířce průřezu prutu. Tato naměřená přetvoření pak porovnat s analytickým a numerickým řešením. Nakonec ještě určit závislost poměru přetvoření na zatěžující síle, kterou očekáváme přibližně konstantní. Vypracování a) experimentálně Zapojíme tenzometry a začneme měřit. Postupně zvyšujeme sílu F 1. Když se zatížení zdá dostatečné, necháme aparaturu ustálit a pak vypneme. Průběh zatěžující síly ukazuje obrázek 3. Obrázek 3: Průběh zatěžující síly F 1 v čase Hodnoty z ustáleného stavu zprůměrujeme a dostaneme 67,7. Tuto hodnotu použijeme pro další výpočty. Průběh přetvoření vypadá jako na obrázku 4. Obrázek 4: Průběh přetvoření a v čase Stejně jako sílu F 1 stanovíme maximální přetvoření ε 1391 / a 663,1 /. Z intervalu přibližně od času 25 s do 40 s vybereme hodnoty síly a přetvoření a vykreslíme závislost poměru / na zatěžující síle. Tuto závislost proložíme vhodnou křivkou, neboť hodnoty síly a přetvoření hodně kolísají (viz obrázek 5). Obrázek 5: Závislost poměru přetvoření na zatěžující síle 2

Naměřená přetvoření přepočítáme na napětí: 3000 1391 10 4,173 3000 663,1 10 1,989 kde 3000 je modul pružnosti novoduru. Víme, že na neutrální ploše v průřezu je napětí nulové. Tím pádem máme tři body, které můžeme proložit křivkou a odhadnout tak průběh napětí v průřezu. Jak se odvodí poloměr neutrální plochy viz dále. Aproximace průběhu napětí je na obrázku 6. Obrázek 6: Aproximace průběhu napětí po průřezu prutu b) analyticky Při namáhání silně zakřiveného prutu ohybem není neutrální plocha (tj. plocha, kde je napětí a přetvoření nulové) totožná se střednicí prutu (viz obrázek 6). Proto musíme nejdříve určit poloměr této plochy " a její vzdálenost od střednice #. Symbolem $ označíme šířku příčného průřezu, který má plochu %. % $ & ' 14 &5121' 420 " Obrázek 7: Průběh přetvoření po příčném průřezu % - ). * +, - /, % $ ln & -. - / ' 3 420 14 ln & 2 ' 33,8 # " 21 5121 33,8 2,2 2 2 Ohybový moment vyvozený silou v místě vzdáleném od působiště 3 87 je: 4 67,7 770 $ 3 17443,2. 260 87

Napětí v libovolném místě průřezu 6 získáme, dosadíme-li tyto hodnoty do vzorce: 4 6 % # "6 Průběh napětí pro 67817,2 ;12,8:, tedy v místě neutrální plochy je 0, je na obrázku 7. Obrázek 7: Průběh napětí po průřezu prutu Krajní hodnoty, které by měly odpovídat měřeným, jsou 11,6 a 6,4. c) numericky Modelujeme úlohu v systému ANSYS jako rovinnou pomocí prvků SHELL181, kterým přiřadíme tloušťku. Vykreslíme-li rozložení napětí v příslušném směru, dostaneme obrázek 8. Obrázek 8: Řešení napětí pomocí MKP 4

Vytvoříme-li cestu po průřezu, můžeme podél ní vykreslit průběh napětí, obrázek 9. Obrázek 9: Průběh napětí v MPa v závislosti na poloze v průřezu v mm V krajních místech můžeme z tohoto grafu odečíst hodnoty napětí, které mají hodnoty 10,214 a 6,846. Závěr Porovnáme-li napětí v krajních bodech průřezu získaná analyticky a numericky a přetvoření získaná měřením, dostaneme tabulku: analyticky numericky experimentálně ; < 11,6 10,214 4,173 ; < -6,4-6,846-1,989 Zde je vždy napětí tahové na vnitřním průměru zakřivení prutu. Je jasné, že musí být větší než. To je splněno pro všechny případy. Platí tedy předpokládaný průběh napětí po průřezu prutu. Bohužel výsledky měření se značně liší od výsledků vypočítaných analyticky a numericky. To může být způsobeno různými faktory, především pak hrubou chybou v nastavení měření, případně chybným určením materiálu a jeho charakteristik použitých k výpočtu. Poměr přetvoření na vnitřním průměru k přetvoření na vnějším průměru se s měnící se zatěžující silou nemění, což vyplývá z obrázku 5. Kolísání hodnot proložených křivkou je však výrazné. To je způsobeno výkyvy hodnot při snímání přetvoření a síly pomocí citlivých tenzometrů. Použitá literatura [1] Janíček, P., Ondráček, E., Vrbka, J., Burša, J.: Mechanika těles Pružnost a pevnost I 5