3.1 Shrnutí základních poznatků

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

Normálová napětí v prutech namáhaných na ohyb

6.1 Shrnutí základních poznatků

ZÁKLADNÍ POJMY A VZTAHY V TECHNICKÉ PRUŽNOSTI

Smyková napětí v ohýbaných nosnících

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

Pružnost a pevnost I

Rovnoměrně ohýbaný prut

Téma 7 Smyková napětí v ohýbaných nosnících

Integrální definice vnitřních sil na prutu

5. Ohýbané nosníky Únosnost ve smyku, momentová únosnost, klopení, MSP, hospodárný nosník.

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

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

1.1 Steinerovy věty. lineární momenty a momenty kvadratické. Zajímat nás budou nyní osové kvadratické. v ohybu. Jejich definice je

Rovinná a prostorová napjatost

5 SLOUPY. Obr. 5.1 Průřezy ocelových sloupů. PŘÍKLAD V.1 Ocelový sloup

ÚSTAV MECHANIKY A MATERIÁLŮ FD ČVUT. DOC. ING. MICHAL MICKA, CSc. PŘEDNÁŠKA 4

Sada 2 Dřevěné a ocelové konstrukce

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

Přednáška 09. Smyk za ohybu

Rovinná napjatost a Mohrova kružnice

Téma 6 Normálová napětí v prutech namáhaných na ohyb

Vnitřní síly v prutových konstrukcích

Normálová napětí při ohybu - opakování

Ocelové konstrukce 3 Upraveno pro ročník 2011/2012

T leso. T leso. nap ě tí na prostorovém elementu normálové - působí kolmo k ploše smykové - působí v ploše

* Modelování (zjednodušení a popis) tvaru konstrukce. pruty

NAMÁHÁNÍ NA OHYB NAMÁHÁNÍ NA OHYB

OTÁZKY VSTUPNÍHO TESTU PP I LS 2010/2011

Výpočet tenkostěnných nosníků. Magdaléna Doleželová

Střední průmyslová škola strojírenská a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky, Kolín IV, Heverova 191

Téma Přetvoření nosníků namáhaných ohybem

SLOUP NAMÁHANÝ TLAKEM A OHYBEM

Pružnost, pevnost, plasticita

Pružnoplastická analýza

Řešený příklad: Pružný návrh jednolodní rámové konstrukce ze svařovaných profilů

= μ. (NB.3.1) L kde bezrozměrný kritický moment μ cr je: Okrajové podmínky při kroucení Krouticí zatížení α β. (volná deplanace) obecné 3,7 1,08

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

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STAVEBNÍ. DOC. ING. ZDENĚK KALA, Ph.D. ING. JIŘÍ KALA, Ph.D. PRUŽNOST A PEVNOST MODUL BD02-M03

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

Těžiště. Fyzikální význam těžiště:

Obecný Hookeův zákon a rovinná napjatost

písemky (3 příklady) Výsledná známka je stanovena zkoušejícím na základě celkového počtu bodů ze semestru, ze vstupního testu a z písemky.

Přednáška 08. Obecná trojosá napjatost. Napětí statické rovnice Deformace geometrické rovnice Zobecněný Hookeův zákon Příklad zemní tlak v klidu

Z hlediska pružnosti a pevnosti si lze stav napjatosti

ÚVOD DO TEORIE MATEMATICKÉ PRUŽNOSTI

EI GI. bezrozměrný parametr působiště zatížení vzhledem ke středu smyku ζ g =

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ VLASTISLAV SALAJKA PETR HRADIL ALEŠ NEVAŘIL PRUŽNOST A PEVNOST MODUL BD02-MO2 TEORIE NAMÁHÁNÍ PRUTŮ

( ) Podmínka plasticity: σ σ 0. Podmínky plasticity. Podmínky plasticity. Podmínky plasticity. = σ = σ. f σ σ σ

TAH-TLAK. Autoři: F. Plánička, M. Zajíček, V. Adámek R A F=0 R A = F=1500N. (1) 0.59

Statika 2. Smyk za ohybu a prostý smyk. Miroslav Vokáč 12. listopadu ČVUT v Praze, Fakulta architektury.

PŘÍKLAD VÝPOČTU RÁMU PODLE ČSN EN

Elastické deformace těles

Systém vztahů obecné pružnosti Zobecněný Hookeův zákon

Název Řešený příklad: Pružná analýza jednolodní rámové konstrukce

X = A + tu. Obr x = a 1 + tu 1 y = a 2 + tu 2, t R, y = kx + q, k, q R (6.1)

Nauka o materiálu. Přednáška č.4 Úvod do pružnosti a pevnosti

POŽADAVKY KE ZKOUŠCE Z PP I

PRUŽNOST A PLASTICITA I

3.2 Základy pevnosti materiálu. Ing. Pavel Bělov

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.4 Úvod do pružnosti a pevnosti

Vícerozměrné úlohy pružnosti

4.2. Graf funkce více proměnných

5. Statika poloha střediska sil

Prizmatické prutové prvky zatížené objemovou změnou po výšce průřezu (teplota, vlhkost, smrštění )

Funkce dvou proměnných

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.

ÚVOD DO MODELOVÁNÍ V MECHANICE

Ing. Jan BRANDA PRUŽNOST A PEVNOST

1. kapitola. Vnitřní síly v průřezu prostorového prutu. Janek Faltýnek SI J (43) Teoretická část: Stavební mechanika 2.

Zde je uveden abecední seznam důležitých pojmů interaktivního učebního textu

13. Prostý ohyb Definice

1. Úvod do pružnosti a pevnosti

Přímková a rovinná soustava sil

Kˇriv e pruty Martin Fiˇser Martin Fiˇ ser Kˇ riv e pruty

Ohyb - smyková napětí

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

BETONOVÉ KONSTRUKCE B03C +B03K SKOŘEPINOVÉ KONSTRUKCE. Betonové konstrukce B03C +B03K. Betonové konstrukce - B03C +B03K

Ing. Jan BRANDA PRUŽNOST A PEVNOST

P OSOUZENÍ PRVKŮ NAMÁHANÝCH KROUTICÍM MOMENTEM

4. Statika základní pojmy a základy rovnováhy sil

Okruhy problémů k teoretické části zkoušky Téma 1: Základní pojmy Stavební statiky a soustavy sil

y Obrázek 1.26: Průměrová rovina válcové plochy

Základy matematiky pro FEK

Fyzika I mechanika. Rozdělení fyziky podle jednotlivých oborů, tj. podle jevů, které zkoumá:

OTÁZKY K PROCVIČOVÁNÍ PRUŽNOST A PLASTICITA II - DD6

Analytická geometrie v E 3 - kvadriky

III/2-1 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

1.1 Shrnutí základních poznatků

Platnost Bernoulli Navierovy hypotézy

Přednáška 02. License" found at

Napětí v ohybu: Výpočet rozměrů nosníků zatížených spojitým zatížením.

Definujte poměrné protažení (schematicky nakreslete a uved te jednotky) Napište hlavní kroky postupu při posouzení prutu na vzpěrný tlak.

Křivé pruty. Kapitola Úvod

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

Steinerova věta a průřezové moduly. Znění a použití Steinerovy věty. Určeno pro druhý ročník strojírenství M/01. Vytvořeno červen 2013

Statika 2. Excentrický tlak za. Miroslav Vokáč 6. prosince ČVUT v Praze, Fakulta architektury. Statika 2. M.

FAKULTA STAVEBNÍ. Stavební statika. Telefon: WWW:

Pružnost a plasticita II CD03

12. Prostý krut Definice

Transkript:

3.1 Shrnutí ákladních ponatků Uvažujme nosník, tj. prut, jejichž délka převládá nad charakteristickými roměr průřeu. Při tvorbě výpočtového modelu nosník totožňujeme s jeho podélnou osou a uvažujeme skutečný průře. Průběh normálových a posouvajících sil a ohbových momentů u přímých nosníků Uvažujme nosník atížený silovými účink v rovině procháející jeho osou. Účinek těchto vnějších sil a momentů le obecně v každém přímém průřeu nahradit(vi obr. 1): 1.Normálovousilou N(),kterájerovnasoučtuvšechsilasložekvšechsilvesměru os nosníku po jedné straně řeu. 2. Posouvající(smkovou) silou T(), která je rovna součtu všech sil a složek sil kolmých naosunosníkupojednéstraněřeu. 3.Ohbovýmmomentem M(),kterýjerovensoučtumomentůvšechsilamomentů působících po jedné straně řeu. Uvedené definice umožňují všetřování míněných účinků tv. metodou řeu. Pro vjádření těchto účinků je ale potřeba také nát všechn vnější silové účink(akční i reakční). Proto je nutné nejprve všetřit reakční silové účink ve vabách pomocí příslušných podmínek rovnováh(silových a momentových). Přivšetřováníuvedenýchvnitřníchúčinků N(), T()aM()jeúčelnédodržovat naménkovou úmluvu náorněnou na obr. 2. R F 1 α F 2 q() R F 2 q() R B N() M() T() R B Obr. 1: Vnitřní silové účink v obecném řeu atíženého nosníku. 1

+N +M +T +M +N postup leva +T postup prava Obr. 2: Znaménková úmluva pro vnitřní silové účink. Závislosti mei spojitým atížením q(), posouvající silou T() a ohbovým momentem M() vjadřují tv. Schwedlerovu větu. V případě volb neávisle proměnné leva(vi obr. 3) platí dt() d = q(), dm() d = T(), d 2 M() d 2 = q(). (1) V některých případech je výhodné při všetřování uvedených účinků avést sstém souřadnicopačně,takžeosa 1 směřujepravadoleva(viobr.3).schwedlerovavětamápotom tvar dt( 1 ) d 1 = q( 1 ), dm( 1 ) d 1 = T( 1 ), d 2 M( 1 ) d 2 1 = q( 1 ). (2) Vtah(1) a(2) le použit pro všetřování průběhu posouvajících sil a ohbových momentů, ale také poslouží pro kontrolu správnosti všetření jejich průběhů, neboť těchto vtahů vplývá: je-li q()=0,jeposouvajícísílakonstantníaohbovýmomentseměnílineárně je-li q()=konst,měníseposouvajícísílalineárněaohbovýmomentmáparabolický průběh jestližesevnějakémřeumění q()skokem,jeuprůběhuposouvajícísílvtomto místě lom vintervalu,kdeje T() >0,ohbovýmomentroste,při T() <0ohbovýmoment klesá q() B d postup leva 1 postup prava Obr. 3: Nosník atížený obecným spojitým atížením q(). 2

vprůřeu,kdeje T()=0,dosahujeohbovýmomentlokálníetrémníhodnot. Normálové napětí při ohbu Předpoklad: Nosník je namáhán prostým ohbem nebo je dostatečně dlouhý, takže le anedbat vliv posouvající síl. Řekolménaosuůstávajípřideformaciohbemrovinnéapouesenatáčejíkolem tv. neutrální os. Tto os v jednotlivých průřeech vplní tv. neutrální rovinu. Platí Hookeův ákon. Materiál je homogenní a iotropní. Uvažujme obecný ře s ohbovým momentem M()(vi obr. 4). Z podmínk rovinnosti řeů vplývá ávislost poměrného prodloužení ε ()= ρ, (3) kde ρjepoloměrkřivostiosprutu.jeřejmé,ževlivemnatočenířeupřiohbuvniká vkaždémřeupouenormálovásložkanapětí σ ()(smkovénapětíjenulové,neboťjsme anedbali vliv posouvající síl T(), vi výše uvedené předpoklad), takže se jedná o jednoosounapjatost(viprostýtah-tlak).potompronormálovénapětí σ ()platí(vsouladu s úmluvou o naménku ohbového momentu) σ ()=E ε ()= E ρ = c. (4) M() 01 01 d ε () σ() neutralni osa 0 ε σ + + Obr. 4: Obecný ře nosníku. 3

Průběhdeformace ε ()anormálovéhonapětí σ ()jenáorněnnaobr.4.(pon.:vhledemktomu,žesejednáojednoosounapjatost,budememísto ε ()aσ ()používat onačenípoue εaσ.) Zvýšeuvedéhojeřejmé,žedeformaceinapětíávisílineárněnavdálenosti od neutrální os. Pro určení skutečného průběhu napětí je potřeba stanovit hodnotu konstant cvrovnici(4)adálepakpolohuneutrálníos. Polohaneutrálníosseurčípodmínkprostéhoohbu.Vnitřnísíla N()vesměru os prutu v případě prostého ohbu musí být N= dn= σ d=0. (5) Odtud vplývá, že neutrální osa musí procháet těžištěm průřeu. Konstanta cseurčírovnostimomentuvnitřníchsil M()amomentuvnějšíchsil M ()vobecnémřeu.ztétopodmínkdostáváme M()=M ()=c J+ 2 D 2, (6) kde D jedeviačnímomentkneutrálníose akose kníkolmé, J jekvadratický momentkneutrálníose,viobr.4. Rovinný ohb V dalším bude uvažován tv. rovinný ohb. O rovinném ohbu hovoříme tehd, jestliže stopa rovin ohbového momentu v rovině řeu je totožná s jednou hlavních os kvadratickýchmomentů,viobr.5.vtakovémpřípaděje D =0akonstanta c= M() J.Potom je velikost normálového napětí v bodech ve vdálenosti od neutrální os dána vtahem σ()= M() J, (7) rovina ohboveho momentu M() 0 S neutralni osa stopa rovin ohboveho momentu Obr. 5: Rovinný ohb. 4

M() 1 σ 01 = e 1 neutralni osa =+e 2 tlakova oblast S 0 tahova oblast 2 + σ 02 σ Obr. 6: Roložení napětí v obecném řeu nosníku. kde J jekvadratickýmomentprůřeukneutrálníose,viobr.5aobr.6.neutrální osa rodělí průře na část přenášející tahová napětí a na část přenášející napětí tlaková. V případě dodržení úmluv o naménku ohbového momentu(vi obr. 2), část průřeu pod neutrální osou přenáší napětí tahová, vi obr. 6. Největší napětí vnikají v nejvdálenějších bodechodneutrálníos,tj.vbodech1a2(viobr.6).pronapětívtěchtobodechbude platit Vtah(8)leapsatvetvaru kde σ 01 = M() J e 1 a σ 02 =+ M() J e 2. (8) σ 01 = M() W 01 a σ 02 =+ M() W 02, (9) W 01 = J e 1 a W 02 = J e 2 (10) jsou tv. modul průřeu v ohbu. Z definice modulů průřeů v ohbu(10) vplývá, že narodíl od kvadratických momentů nele modul průřeu v ohbu složené ploch vjádřit jako součet modulů průřeů v ohbu dílčích ploch. Zrovnice(9)vplývá,ževpřípaděprimatickýchnosníků(tj. ()==konst) působímaimálnínapětívřeu,kdepůsobímaimálníohbovýmoment M()=M 0ma. Pro tento ře ted provádíme případné dimenování nosníku. Vhledem k tomu, že při ohbu nosníku vniká jednoosá napjatost(vi výše), můžeme pevnostní podmínku apsat ve tvaru σ 01 σ Dd a σ 02 σ Dt, (11) 5

T τ τ τ τ τ d 0 τ d Obr. 7: Smkové napětí v řeu nosníku. kde σ Dd jedovolenénapětívtlakuaσ Dt jedovolenénapětívtahu.protvárnémateriál platí σ Dd = σ Dt = σ D.Vtomtopřípaděrohodujeopevnostivětšíobounapětí σ 01 nebo σ 02. Smkové napětí při ohbu Vpřípadě,ževobecnémřeunosníkupůsobíposouvajícísíla T(),vnikádeodtétosíl smkové napětí. Uvažujme průře smetrický vůči ose. Nechť hranice(obrs) průřeu je vjádřena rovnicí = f(). Ze ákona sdružených smkových napětí vplývá, že smkové napětí τ naobrsumusíbýttečnékobrsovéčáře(viobr.7).potomapředpokladu τ= τ + τ platí τ = d τ d. (12) Diferenciální rovnice(12) platí i pro křivk uvnitř obrsu, které splňují podmínku, že smkovánapětíležínajejichtečnách.ttokřivkjsouafinníkobrsuanaývajísesmkové čár.tečnknimpodél = konstseprotínajívjednombodě naose (viobr.7). Ponámka: Jestliže se nejedná o průře, který má osu smetrie, vvolají vnitřní síl nejen posunutí průřeu(le jej určit např. pomocí Castiglianov vět), ale ještě natočení průřeu. Nemá-li toto natočení nastat, musí posouvající síla působit v tv. středisku smku, což je bod, kterým procháí výslednice vnitřních smkových sil. Jedná-li se o dostatečně štíhlé průře nosníků, tj. platí alespoň h/b > 2, le předpo- 6

b h τ 0 b Obr. 8: Ře štíhlým nosníkem. kládat,žepodélšířk b je τ = konst,viobr.8.vtomtopřípadělesložku τ smkového napětí s dostatečnou přesností určit pomocí tv. Žuravského vtahu ve tvaru τ = T()U b J, (13) kde T()jeposouvajícísílavuvažovanémřeu(viobr.7), U lineární(statický)moment ploch vmeenérovnoběžkousosou vevdálenosti vhledemkneutrálníose, b ješířkaprůřeuvmístě,kdenapětí τ počítáme, J jekvadratickýmomentceléhoprůřeu kneutrálníose. 7