Wykład TSP R9 9. Podstawy teorii plastyczności (TP)
|
|
- Władysław Łuczak
- 5 lat temu
- Przeglądów:
Transkrypt
1 Wykład TSP R9 9. Podstawy teorii plastyczności (TP) 9.. Wprowadzenie Podstawowym doświadczeniem wytrzymałości materiałów (WM) jest rozciąganie laboratoryjnych próbek metalowych, Rys. 9.a. Wykres zależności stanu jednoosiowego () dla stali miękkiej pokazano na Rys. b. Na wykresie zaznaczono wartości naprężeń RH, Rs, Re, Rm, odpowiadające punktom A, B, C, D, F na wykresie rozciągania. Te punkty ograniczają zakresy obowiązywania odpowiednio: prawa Hooke a, nieliniowej sprężystości, płynięcia plastycznego, początkowi wzmocnienia i osiągnięcia wytrzymałości materiału. Rys. 9.: a) Próba laboratoryjna badania materiału na rozciąganie, b) Wykres naprężenie-odkształcenia Jak wiemy z WM obserwowany wykres opisuje przebieg złożonych procesów na poziomie mikrostruktury materiału, w szczególności uruchomianie mechanizmów niszczenia ciągłości struktury wewnętrznej mikroskładników i dysypacji energii wewnętrznej. Przytoczyliśmy wykres dla stali miękkiej z wyraźną granicą plastyczności Re. Wiele materiałów (w tym stal twarda, stopy aluminium) nie mają wyraźnej lecz umowną granicę plastyczności, por. Rys. 9.a. Stopy metali wykazują ponadto podobne właściwości na ściskanie i rozciąganie, co je różni od materiałów wrażliwych na znak naprężeń. Dla przykładu, na Rys. 9.b pokazano wykres jednoosiowego ściskania/rozciągania dla betonu, który ma nośność wielokrotnie wyższą na ściskanie fc niż na rozciąganie ft. Rys. 9.. Charakterystyki materiałów: a) Symetryczna zależność na rozciąganie/ściskanie, b) Wrażliwość na znak naprężenia
2 Inną istotną cechą uplastycznionego materiału jest wrażliwość naprężenia na zmianę kierunku przykładanych obciążeń. Na Rys. 9. pokazano wykres dla zmiennych kierunków obciążenia, tzn. po przekroczeniu granicy plastyczności Re i osiągnięciu wartości naprężenia następuje lokalne odciążenie wzdłuż ścieżki p, innej niż dla wcześniej realizowanego obciążenie. Po zdjęciu obciążenia, tj. osiągnięcia punktu H pozostaje trwałe odkształcenie, które nazywamy odkształceniem plastycznym p. Rys. 9.. Lokalne odciążenie i obciążenie Powtórne obciążenie będzie wywoływało ścieżkę wzdłuż pętli histerezy, która obejmuje obszar proporcjonalny do dysypowanej energii wewnętrznej. W przybliżeniu ścieżka odciążenia jest równoległa do stycznej w punkcie początkowym 0 i kącie nachylenia arctg E, gdzie E jest modułem sprężystości w prawie Hooke a. Doświadczalne charakterystyki materiału otrzymuje się dla jednoosiowego stanu naprężenia (rozciągania/ściskania) materiału. Realizuje się też inne doświadczenia laboratoryjne, np. prostego ścinania. Znacznie bardziej skomplikowane są realizacje stanów złożonych, rozpoczynając od stanów dwu i, docelowo, trzyosiowych. Badania doświadczalne ulegają dalszym komplikacjom jeśli obciążenia są cykliczne, gdy wielokrotnie są realizowane stany obciążeń/odciążeń. Otrzymywane wyniki doświadczeń stanowią podstawę do sformułowania różnych, na ogół dalece uproszczonych modeli materiałów, które stosujemy zamiast liniowych równań fizycznych materiału (modelu) Hooke a. 9.. Jednoosiowy stan naprężenia w TP Zajmiemy się najpierw analizą jednoosiowego stanu naprężenia. Taki stan jest rozpatrywany obszernie w wytrzymałości materiałów i mechanice konstrukcji, w odniesieniu do analizy idealnie sprężystych kratownic i zginania belek oraz ram płaskich. Celem naszego wykładu jest zwrócenie uwagi na problemy, jakie zjawiają się przy uwzględnieniu plastycznych właściwości materiału Przyjęte założenia i modele materiału. Zajmujemy się jedynie prostymi modelami materiału o symetrycznych właściwościach na ściskanie/rozciąganie.. Uwagę skupiamy na modelu biliniowym dla jednoosiowego rozciągania, zwłaszcza na idealnym modelu materiału sztywno-plastycznego lub sprężysto-plastycznego, Rys. 9.4b,c.
3 . Oprócz skupienia uwagi na materiale bez wzmocnienia (ograniczamy się do części O - CD wykresu na Rys. 9.b) pomijamy też wpływy reologiczne (prędkości naprężeń i odkształceń) jak też dynamiczne (przyspieszenia). Tak więc przyjmujemy, że próby rozciągania są wykonywane w dość długim czasie jako badania statyczne. Pomijamy też sprzężenia termo-mechaniczne. Rys.9.4: Modele materiałów i ich mechaniczne analogi: a) Materiał liniowo sprężysty, b) Materiał sztywno plastyczny, c) Materiał idealnie sprężysto-plastyczny, d) Materiał sprężysto-plastyczny z liniowym wzmocnieniem Przyjęte założenia umożliwiają budowanie modeli materiałów dla stali miękkiej i w ograniczonym stopniu mogą być przydatne do analizy stanów granicznych tych konstrukcji, w których dominuje jednoosiowy stan naprężenia. Oprócz zależności, na Rys. 9.4 pokazano tez symulację mechaniczną tych zależności za pomocą sprężyn i suwaka z suchym tarciem. Sprężyny modelują liniowe zależności ( ) a suwak umożliwia opis nieciągłości pochodnych tych zależności, związanych z przechodzeniem od zakresu sprężystego do sprężysto-plastycznego jak też początek lokalnych odciążeń i realizowanie pętli histerezy. Na Rys. 9.4 pokazano proste modele materiałów, oparte na odcinkowo liniowej aproksymacji charakterystyki jednoosiowego rozciągania. Wychodzimy od najprostszego materiału idealnie sprężystego, który fizycznie można modelować sprężyną o sztywności E, Rys. 9.4a. Jeśli zamiast sprężyny posłużymy się suchym suwakiem o wartości siły tarcia T ~ Re to otrzymujemy model materiału sztywno-plastycznego, Rys. 9.4b. Połączenie sprężyny z suwakiem prowadzi do materiału idealnie sprężysto-plastycznego, Rys. 9.4c. Dodanie dodatkowej sprężyny o sztywności Ep daje model materiału sprężysto-plastycznego ze wzmocnieniem, Rys. 9.4d. Najczęściej stosujemy modele pokazane na Rysunkach 9.4b i c. Model materiału sztywno plastycznego otrzymujemy jako przypadek graniczny materiału idealnie sprężystoplastycznego przyjmując sztywność E. W takim modelu nie występują odkształcenia sprężyste a odkształcenia plastyczne p mają wartość zmienną, zależną od wartości odkształcenia, dla której rozpoczyna się proces plastycznie bierny, tj. lokalne odciążenia/obciążenia (punkt p na krzywej rozciągania, pokazany na Rys. 9.4b). Ogólniejsze właściwości ma model idealnie sprężysto-plastyczny. Podstawową właściwością tego modelu jest możliwość nieograniczonego wzrostu odkształceń (płynięcie materiału) dla odkształceń p. Na Rys. 9.4c pokazano też możliwość sterowania odkształceniem i dla realizowanie odciążenia aż do wartości naprężenia = Re. W
4 punkcie (-) może pojawić się wtórne płynięcie aż do punktu, w którym jest realizowane wtórne obciążenie określające pętlę histerezy. Uogólnieniem modelu idealnie sprężysto-plastycznego jest model ze wzmocnieniem liniowym, jaki daje dodatkowa sprężyna o sztywności Ep, Rys. 9.4d. Ta sprężyna eliminuje możliwość powstania nieograniczone płynięcia. Możemy stosować sterowanie naprężeniowe i w przypadku lokalnego odciążenia rozpoczyna się wtórne uplastycznienie, zgodne z tzw. efektem Bauschingera, który określa wartość naprężenia (-) Re Opisane modele służą analizie stanu jednoosiowego. W przypadku wieloosiowych stanów naprężeń formułowanie modeli jest znacznie bardziej złożone. Nie możemy się wtedy posługiwać analogiami sprężynowo-suwakowymi lecz modelami opartymi na teorii ośrodka ciągłego z odkształceniami plastycznymi. Ten problem jest krótko poruszany w p. 9.. Obszerniejsze opisy można znaleźć bogatej literaturze teorii plastyczności, por. np. [???] Nośność sprężysta i plastyczna prostego ustroju nośnego Jako prosty ustrój nośny przyjmujemy układ trzech nieważkich lin o polach przekroju A = const., i o granicy plastyczności Re, por. Rys. 9.5a. Pręt jest obciążony siłą P, przyłożoną do sztywnej poprzeczki. Zakładamy model materiału idealnie sprężysto-plastycznego o granicy plastyczności Re dla odkształcenia p. Na Rys. 9.5a zaznaczono przemieszczenie ul pod siłą P, któremu odpowiadają przemieszczenia ui punktów i =,, końców lin. Rozpatrzono trzy obciążenia, dla których jest osiągana granica plastyczności w linach,, (por. Rys.9.5 d-f). Odkształcenie na granicy plastyczności p wynosi p R up e, (9.) E L gdzie: E moduł sprężystości, L długość liny, por. Rys. 9.5a. Uplastycznienie prętów określa też wartość siły podłużnej Np = Re A. (9.) Obciążenie obliczamy z warunku równowagi i P, zakładając, że reakcja w punkcie obrotu sztywnej poprzeczki jest równa zero. W ten sposób otrzymujemy wzór j P N, (9.) i j i gdzie: P j wartość obciążenia dla uplastycznienia j-tej liny, j N i siła podłużna w linie i-tej dla uplastycznienia liny j-tej. Najpierw ulega uplastycznieniu pręt i taki stan nazywamy stanem osiągnięcia nośności sprężystej Ps. Na Rys. 9.5d ten stan oznacza koniec zakresu sprężystego (powstaje pierwsze odkształcenie plastycznych p w linie ). Nośność sprężysta Ps analizowanego ustroju wynosi, por. Rys. 9.5c, g: Ps P = N = i i N + N + N = ( ) Np =.0 Np. (9.4.) 4
5 Rys. 9.5: a) Schemat układu lin sprężysto-plastycznych,,, b) Przemieszczenia sztywnej poprzeczki dla stanów obciążeń,,, c) Wartości sił podłużnych w linach, d,e,f) Wartości naprężeń i odkształceń w linach,dla kolejnych stanów obciążeń, e) Ścieżka równowagi P j /P p u L /u p Obciążeniu P =.0 Np odpowiadają wartości względne sił podłużnych w linach, pokazane na Rys. 9.5c jako P / Np =.0, N /Np =.0, N /Np = 0.67, N /Np = 0.. Na Rys. 9.5b narysowano wartości względne przemieszczeń sztywnej poprzeczki ul(ps) / ul =. oraz końców lin u/up =.0,u/up =.0, u/up = 0.67, u/up = 0.. Na Rys. 9.5g naniesiono położenie punktu, odpowiadające pierwszemu uplastycznieniu w linach, na tzw. ścieżce równowagi. Jest to krzywa zależności P(uL) rysowana na płaszczyźnie (P/Pp, ul/up). Punkty nieciągłości ścieżki równowagi odpowiadają kolejnym uplastycznieniom lin. Punkt odpowiada nośności sprężystej ustroju, określonej przez (9.4.). Dalszy wzrost obciążenia powoduje uplastycznienie liny, Rys. 9.5e, skąd wynika obciążenie P, por. Rys.9.5c: P / Np = ( ) =.5 (9.4.) i odpowiednio up ( P ) /ul =.0, Rys.9.5b, g. 5
6 Zwiększenie obciążenia P prowadzi do stanu sprężysto-plastycznego, w którym obok odkształceń plastycznych występują odkształcenia sprężyste p. W szczególności jest to stan, por. Rys. 5c), w którym uplastycznieniu ulegają pręty i tj. N = N = Np natomiast N = 0.5 Np. Uplastycznieniu liny towarzyszy obciążenie P / Np Pp = ( ) =.0. (9.4.) i przemieszczenie ul/up (P ) = 4.0. Ponieważ wszystkie liny uległy uplastycznieniu następuje osiągnięcie stanu granicznego, dla którego P Pp i dalszy wzrost obciążenia jest niemożliwy, gdyż ustrój zmienia się w mechanizm (teoretycznie przemieszczenie może rosnąć nieograniczenie, tj. ul (Pp) ). Reasumując możemy stwierdzić, że: ) osiągniecie nośności sprężystej wiąże się z powstaniem pierwszego uplastycznienia ustroju; ) nośność plastyczna (graniczna) ma charakter globalny, gdyż oznacza wyczerpanie nośności ustroju przez jego przekształcenie w mechanizm. Kosztem uplastycznienia części czy też całego ustroju można wykorzystać zapas nośności jaki określa względna różnica (Pp Ps) / Ps. Zapas nośności ZN obliczamy wzorem ZN Pp Ps 00% P s (Pp / Ps )00%. (9.5) Zapas nośności analizowanego ustroju wynosi, por. Rys. 9.5g: ZN = (Np/.0Np ) 00% = 50%. To oznacza, że obciążenie nośności sprężystych można jeszcze zwiększyć o 50% aby osiągnąć nośność graniczną ustroju. Założenia: 9... Zginanie sprężysto-plastycznego pręta Do stosunkowo prostych zagadnień TP należy zginanie prętów sprężysto-plastycznych. Opieramy się na następujących założeniach:. Pręt ma przekrój monosymetryczny, z płaszczyzną zginania (x, y), Rys. 9.6a.. W pręcie występuje jednoosiowe pole naprężeń x = (x, y).. Rozpatrujemy stan czystego zginania, tzn. w odniesieniu do przekroju poprzecznego o polu przekroju A będzie zerowała się siła podłużna N(x) i występuje tylko moment zginający M(x). Warunki czystego zginania sa określone przez następujące wzory: N(x) σ ( x, y )da 0, M(x) σ ( x, y) y da. (9.6) A A 4. Obowiązuje prawo płaskich przekrojów Bernoulliego-Eulera, Rys. 9.6b: (x, y) = (x) y, (9.7) 6
7 gdzie: (x) krzywizna osi pręta, którą dla małych ugięć (dokładniej małych kątów obrotu przekroju pręta) określa wzór: (x) d v v, xx, (9.8) dx gdzie: v (x) ugięcie pręta, por. Rys. 9.7a. 5. Przyjmujemy model materiału idealnie sprężysto-plastycznego o symetrycznych właściwościach na ściskanie/rozciąganie, Rys. 9.4c: Rys. 9.6: a) Przekrój monosymetryczny, b) Liniowy rozkład odkształceń, c) Sprężysty rozkład naprężeń, d, e) Naprężenia przy jednostronnym i dwustronnym uplastycznienie przekroju pręta, f) Całkowite uplastycznienie przekroju Rozwijanie się uplastycznienia przekroju. Na Rys. 9.6 pokazano zmiany rozkładu naprężeń (x,y) w przekroju poprzecznym o rzędnej x, por. Rys. 9.7a, przy rosnącej wartości momentu zginającego M (x). Zgodnie ze wzorem (9.7) rozkład naprężeń (x,y) wzdłuż osi y będzie stale liniowy, Rys. 9.6b. Inaczej jest z naprężeniami (x,y), gdyż w każdym punkcie y musi być też spełnione równanie materiału (), Rys. 9.7b. Kolejne rysunki 9.6c,d,e,f pokazują zmiany naprężeń i odkształceń przy wzroście obciążenia. W najbardziej wytężonym przekroju belki (np. w środku rozpiętości belki na Rys. 9.7a) mogą powstać odpowiednio następujące rozkłady naprężeń: c) sprężysty Rys. 9.6c, d) jednostronne uplastycznienie, Rys. 9.6d, e) dwustronne uplastycznienie, Rys.9.6e, f) całkowite uplastycznienie przekroju, Rys. 6f. Rys. 9.7: a) Przykład zginania belki sprężysto-plastycznej, b) Naprężenia w skrajnych włóknach y d i y g w środku rozpiętości belki 7
8 Na Rys. 9.7b pokazano wzrost odkształceń, odpowiadających uplastycznieniu przekroju jak na Rys.9.6a. Granica zakresu sprężystego jest określona współrzędnymi y oraz y, aby dla pełnego uplastycznienia otrzymać y = y = y0, gdzie współrzędną y0 określa położenie osi obojętnej, por. Rys. 9.6f, obliczane wzorem (9.6). Rozwijanie się uplastycznienia przekroju zależy od wartości krzywizny we wzorze (9.7). Jeśli napiszemy y = p, y = p, to odejmując te równania stronami otrzymujemy wzór na krzywiznę: εp Re. (9.9) y y E ( y y ) Przegub plastyczny dla zginania i plastyczny wskaźnik wytrzymałości. Ze wzoru (9.9) wynika, że dla y y krzywizna będzie rosła nieograniczenie, a więc promień krzywizny = / 0. W ten sposób łączymy przypadek pełnego uplastycz-nienia z osobliwością jaką jest zmierzanie promienia krzywizny do 0, por. Rys Punkt na osi pręta, w którym występuje dyskutowana osobliwość krzywizny jest przegubem plastycznym, gdyż wokół niego mogą powstać dowolne obroty. W przegubie plastycznym moment zginający o wartości granicznej Mp nie ulega zmianie, natomiast kąt = + 0 może przyjmować dowolne wartości. Rys.9.8: a) Przegub plastyczny i działający w nim moment plastyczny (graniczny) M p, b) Rozkład naprężeń odpowiadający momentowi M p, c) Położenie osi obojętnej z 0 dla pełnego uplastycznienia przekroju, d) Rozkład naprężeń, odpowiadający momentowi M s, określającemu nośność sprężystą przekroju. Moment plastyczny Mp obliczamy względem osi obojętnej z0, przesuniętej od osi ciężkości z na odległość y0, por. Rys. 9.8c. Wartość y0 obliczamy z warunku zerowania się siły podłużnej (rozpatrujemy czyste zginanie): N(x) σ( y;x )da R y df R y df R ( A A 0 A co daje warunek, z którego obliczamy y0: e e e ), A A A = A y0 (9.0) 8
9 Znając pola powierzchni A i A liczymy moment plastyczny Mp zginania przekroju całkowicie uplastycznionego: σ y da R y df R y df R S R S. Mp e e e e A A A Otrzymujemy w ten sposób wzór na moment plastyczny Mp określony wzorem: Mp = R e Wp, (9.p) gdzie występuje plastyczny wskaźnik wytrzymałości: Wp = S + S. (9.) Moment (9.p) jest też momentem granicznym wyczerpania nośności przekroju poprzecznego dla czystego zginania, tj. Mp = MG. Tutaj należy przypomnieć nośność sprężystą przekroju poprzecznego dla czystego zginania: Ms = R e Ws, (9.s) gdzie sprężysty wskaźnik wytrzymałości Ws jest definiowany wzorem z wytrzymałości materiałów: Ws = I z. (9.s) y max W (9.s) odległość ymax = max ( yg, yd ) jest odmierzana od osi ciężkości z, por. Rys.9.8c. Przykłady obliczania Wp i Ws. Przekrój prostokątny. Taki przekrój jest bisymetryczny skąd wynika, że rzędna y0 =.0, a więc osie z i z0 pokrywają się. Dla pola A = b h otrzymujemy wzory: h h b h Wp, Ws 4 4 bh b h I z. (9.) h h 6 Między momentem plastycznym Mp i momentem sprężystym Ms zachodzi związek: Mp =.5 Ms, (9.4) a więc nośność plastyczna przekroju prostokątnego Mp jest o 50% wyższy niż nośność sprężysta określana przez moment Ms, tzn. że zapas nośności przekroju ZN = 50%.. Monosymetryczny przekrój teowy. Wymiary przekroju pokazano na Rys Wartości wielkości geometrycznych obliczamy jako różnicę wartości dla pola przekroju poprzecznego ograniczonego konturem zewnętrznym minus wartość wielkości dla otworu: 9
10 Zakres sprężysty A = A + A = 5 a + 7 a = a, SB-B = 5a 0.5a + 7 a (a +.5 a)0 Iz = =.5a +.5a = 4.0 a, a, 5a 8a 4a 7a = a 4 + (5 a 8 a) (4 a.8 a) (4 a 7 a) (4.5 a.8 a) Ws = ( ) Zakres plastyczny a. Rys.9.9. Monosymetryczny przekrój teowy 5 a + a (y0 a) = a (8.0 y0) y0 = a S =5 a ( 0.5) a + a S = (8.0.0) a = 8.0 a, Wp = 8.0 a a = 6.0 a. Zapas nośności przekroju a = 8.0 a, 6. 0 ZN = 00% 77. 6% Na Rys. 9.0 pokazano wartości plastycznych wskaźników wytrzymałości dla kilku wybranych, bisymetrycznych przekrojów poprzecznych. Rys Plastyczne wskaźniki wytrzymałości dla wybranych przekrojów : a) prostokąt, b) idealny przekrój dwuteowy, c) walcowany dwuteownik, d) koło (9.5) 0
11 9..4. Zginanie sprężysto-plastycznej belki o przekroju prostokatnym Równania linii ugięcia. Rozpatrujemy przekrój prostokątny, wykonany z materiału idealnie sprężysto-plastycznego, w stanie czystego zginania. Ze względu na symetrię przekroju odległość osi obojętnej wynosi y0 = 0, a więc oś z0 pokrywa się z osią ciężkości z, Rys Granice obszaru sprężystego określają rzędne y = y = yp, por. Rys. 9.6 i 9.. Rys. 9.: a) Przekrój prostokątny z polami: sprężystym A s i uplastycznionymi A p, b) Rozkład naprężeń od zginania momentu M(x) dla materiału sprężysto-plastycznego, d) Model materiału idealnie sprężysto-plastycznego Ze wzoru (9.9) wynika: yp = εp Re. (9.6) E Rozkład naprężeń wzdłuż osi y, dla dwustronnego uplastycznienia, por. Rys.9. c,d, opisują zależności: Re dla h / y yp (y) E y dla yp y yp (9.7) R dla y y h / e p Korzystając ze wzoru (9.6) na moment zginający M (x) piszemy: h / yp h / M ( x) b σ y dy b E y dy R 0 0 yp e y dy h b E y p b Re y p. 4 (9.8) Po podstawieniu do (9.8) zależności (9.6) i (9.7) możemy obliczyć krzywiznę, a więc wyprowadzamy równanie linii ugięcia pręta w zakresie sprężysto-plastycznym: 4 4 εp e, (9.9) ( M / M ) ER h h ( m) p
12 gdzie: m = M / Mp. Po uwzględniając (9.8) i kryterium znakowania momentu M (x) otrzymujemy równania linii ugięcia: I) dla zakresu sprężystego: d v M ( x) dx EI ε h p sgn M dla yp h, (9.0.I) II) dla zakresu sprężysto-plastycznego: d v ε p sgn M dla yp [h/, 0), (9.0.II) dx h ( m) gdzie: m M M p, sgn M 0 dla dla dla M 0, M 0, M 0. (9.) Równania linii ugięcia są równaniami przemieszczeniowymi i łatwo sprawdzić, że zachowują ciągłe przejście dla współrzędnej x = xp, która określa granicę frontu plastycznego, a więc występowania naprężeń sprężystych I i przejście w stan sprężysto-plastyczny II, tj. M(xp) = Ms yp h. (9.) Wyznaczenie linia ugięcia belki wspornikowej. W [] jest analizowany prosty przykład belki wspornikowej, obciążonej siłą skupioną P, Rys. 9.. Belka jest statycznie wyznaczalna, więc możemy obliczyć pole momentu zginającego M(x) = P ( l x ). (9.) Dla obciążeń P Ps w całej belce będzie zakres sprężysty i strzałka ugięcia f (P; x = l ) wynosi: f Pl 4Pl dla P Ps. (9.4) EI Ebh Wartość nośności sprężystej Ps odpowiada osiągnięcia wartości momentu utwierdzenia belki Mu = Ms. Stąd wynika strzałka ugięcia fs = f (Ps): Ps l = Ms Ps bh e fs M s l 6l R 4l bh εp l R e. (9.5) Ebh 6l h
13 Rys. 9. a) Schemat statyczny belki i strzałka ugięcia f, b) Wykres momentu M (x) i obszar uplastycznień dla granicy frontu plastycznego x p, c) Momenty uplastycznienia belki dla stanu granicznego, d) Ścieżki równowagi P ( f ) dla procesu obciążenia i odciążenia,e) Kształty naprężeń w przekroju przy utwierdzeniu belki Obliczenie strzałki ugięcia po pojawieniu się uplastycznienia, a więc dla xp 0, por. Rys. 9.b, wymaga posługiwania się dwoma równaniami linii ugięcia (9.5.I) i (9.5.II) i zastosowania warunków ciągłości,, I ( p II p v I (xp) = v II (xp), v x ) v ( x ). (9.6) Jeśli funkcja momentu M (x) jest wielomianem o stopniu nie wyższym od (obciążenia równomiernie przyłożone do belki) to całki równania (9.0.II) są elementarne. W naszym przypadku pole momentów jest określone funkcją liniową (9.) i po prostych ale dość długich obliczeniach możemy obliczyć dla granicznej wartości frontu plastycznego, por. [], ss. 97-0: xg xp = l fg fp = 0 f s, Pg Pp = s 9 P. (9.7) Na Rys. 9.d pokazano tzw. ścieżkę równowagi, którą określa zależność P ( f ). Widać, że dla zakresu sprężystego jest to zależność liniowa P = K f, (9.8) gdzie sztywność K obliczamy z zależności:
14 K Ps f s bh h bh Re E. (9.9) 4l ε l 4l p Po przekroczeniu nośności sprężystej, a więc dla P Ps, ścieżka równowagi jest krzywoliniowa aż do osiągnięcia wartości nośności plastycznej Pp, por. (9.7). Obciążenie Pp jest równe obciążeniu granicznej nośności belki, tj. Pg = Pp, której towarzyszy pojawienie się przegubu plastycznego, por. Rys. 9.c i belka wspornikowa zamienia się w układ chwiejny (mechanizm). Oznacza to, że zgodnie z założeniem teorii małych ugięć ugięcie może wzrastać nieograniczenie. Dla takiego opisu ruchu belki, po przekroczeniu nośności granicznej musimy posługiwać się teorią dużych ugięć. Jeśli tuż przed osiągnięciem nośności granicznej Pg będziemy zmniejszali obciążenie P to ścieżkę równowagi możemy obliczyć za pomocą równań zakresu sprężystego, posługując się równaniem linii ugięcia (9.0.I). Po całkowitym odciążeniu, tzn. dla P = 0 pozostaje trwałe ugięcie f *, które wynosi: 0 Pg 0 fs 0 f* fs fs Ps fs fs 0. 7 fs. (9.) 9 K 9 P 9 8 s Na Rys. 9.e pokazano rozkłady naprężeń w przekroju przy utwierdzeniu wspornika, a więc tam gdzie powstaje przegub plastyczny. Po całkowitym odciążeniu, w przekroju dla którego może tworzyć się przegub plastyczny powstaje rozkład naprężeń samozrównoważonych, pokazany na Rys. 9.e dla P 0. Przykład numeryczny. Celem przybliżenia wyników rozważanego modelu zginania belki wspornikowej przyjmijmy realistyczne dane dla belki stalowej o danych: b = cm, h = 6 cm, l = 00 cm, Re = 50 MPa, E = 00 GPa. Dla tych danych obliczamy: p =.50, Mp = kn, Ps = 4.5 kn, fs =.080 cm.08cm, Pg = kn, fg = cm, 9 f =.50 f l s cm l Otrzymane wyniki napisano w nawiasach przy ścieżkach równowagi, narysowanych na Rys. 9.d. 4
Podstawowe przypadki (stany) obciążenia elementów : 1. Rozciąganie lub ściskanie 2. Zginanie 3. Skręcanie 4. Ścinanie
Podstawowe przypadki (stany) obciążenia elementów : 1. Rozciąganie lub ściskanie 2. Zginanie 3. Skręcanie 4. Ścinanie Rozciąganie lub ściskanie Zginanie Skręcanie Ścinanie 1. Pręt rozciągany lub ściskany
Bardziej szczegółowoPytania przygotowujące do egzaminu z Wytrzymałości Materiałów sem. I studia niestacjonarne, rok ak. 2015/16
Pytania przygotowujące do egzaminu z Wytrzymałości Materiałów sem. I studia niestacjonarne, rok ak. 2015/16 1. Warunkiem koniecznym i wystarczającym równowagi układu sił zbieżnych jest, aby a) wszystkie
Bardziej szczegółowoWSTĘP DO TEORII PLASTYCZNOŚCI
13. WSTĘP DO TORII PLASTYCZNOŚCI 1 13. 13. WSTĘP DO TORII PLASTYCZNOŚCI 13.1. TORIA PLASTYCZNOŚCI Teoria plastyczności zajmuje się analizą stanów naprężeń ciał, w których w wyniku działania obciążeń powstają
Bardziej szczegółowoWytrzymałość Materiałów
Wytrzymałość Materiałów Rozciąganie/ ściskanie prętów prostych Naprężenia i odkształcenia, statyczna próba rozciągania i ściskania, właściwości mechaniczne, projektowanie elementów obciążonych osiowo.
Bardziej szczegółowoWYMAGANIA EDUKACYJNE Z PRZEDMIOTU: KONSTRUKCJE BUDOWLANE klasa III Podstawa opracowania: PROGRAM NAUCZANIA DLA ZAWODU TECHNIK BUDOWNICTWA 311204
WYMAGANIA EDUKACYJNE Z PRZEDMIOTU: KONSTRUKCJE BUDOWLANE klasa III Podstawa opracowania: PROGRAM NAUCZANIA DLA ZAWODU TECHNIK BUDOWNICTWA 311204 1 DZIAŁ PROGRAMOWY V. PODSTAWY STATYKI I WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW
Bardziej szczegółowoWytrzymałość Materiałów
Wytrzymałość Materiałów Zginanie Wyznaczanie sił wewnętrznych w belkach i ramach, analiza stanu naprężeń i odkształceń, warunek bezpieczeństwa Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Katedra Wytrzymałości,
Bardziej szczegółowoPytania przygotowujące do egzaminu z Wytrzymałości Materiałów sem. I studia niestacjonarne, rok ak. 2014/15
Pytania przygotowujące do egzaminu z Wytrzymałości Materiałów sem. I studia niestacjonarne, rok ak. 2014/15 1. Warunkiem koniecznym i wystarczającym równowagi układu sił zbieżnych jest, aby a) wszystkie
Bardziej szczegółowoWewnętrzny stan bryły
Stany graniczne Wewnętrzny stan bryły Bryła (konstrukcja) jest w równowadze, jeżeli oddziaływania zewnętrzne i reakcje się równoważą. P α q P P Jednak drugim warunkiem równowagi jest przeniesienie przez
Bardziej szczegółowoPolitechnika Białostocka INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH. Doświadczalne sprawdzenie zasady superpozycji
Politechnika Białostocka Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Temat ćwiczenia: Doświadczalne sprawdzenie zasady superpozycji Numer ćwiczenia: 8 Laboratorium
Bardziej szczegółowo17. 17. Modele materiałów
7. MODELE MATERIAŁÓW 7. 7. Modele materiałów 7.. Wprowadzenie Podstawowym modelem w mechanice jest model ośrodka ciągłego. Przyjmuje się, że materia wypełnia przestrzeń w sposób ciągły. Możliwe jest wyznaczenie
Bardziej szczegółowoLiczba godzin Liczba tygodni w tygodniu w semestrze
15. Przedmiot: WYTRZYMAŁOŚĆ MATERIAŁÓW Kierunek: Mechatronika Specjalność: mechatronika systemów energetycznych Rozkład zajęć w czasie studiów Liczba godzin Liczba godzin Liczba tygodni w tygodniu w semestrze
Bardziej szczegółowoWyboczenie ściskanego pręta
Wszelkie prawa zastrzeżone Mechanika i wytrzymałość materiałów - instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego: 1. Wstęp Wyboczenie ściskanego pręta oprac. dr inż. Ludomir J. Jankowski Zagadnienie wyboczenia
Bardziej szczegółowoNOŚNOŚĆ GRANICZNA
4. NOŚNOŚĆ GRANICZNA 4. 4. NOŚNOŚĆ GRANICZNA 4.. Wstęp Nośność graniczna wartość obciążenia, przy którym konstrukcja traci zdoność do jego przenoszenia i staje się układem geometrycznie zmiennym. Zastosowanie
Bardziej szczegółowoRys. 1. Elementy zginane. KONSTRUKCJE BUDOWLANE PROJEKTOWANIE BELEK DREWNIANYCH 2013 2BA-DI s.1 WIADOMOŚCI OGÓLNE
WIADOMOŚCI OGÓLNE O zginaniu mówimy wówczas, gdy prosta początkowo oś pręta ulega pod wpływem obciążenia zakrzywieniu, przy czym włókna pręta od strony wypukłej ulegają wydłużeniu, a od strony wklęsłej
Bardziej szczegółowoPolitechnika Białostocka
Politechnika Białostocka WYDZIAŁ BUDOWNICTWA I INŻYNIERII ŚRODOWISKA Katedra Geotechniki i Mechaniki Konstrukcji Wytrzymałość Materiałów Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych Ćwiczenie nr 6 Temat ćwiczenia:
Bardziej szczegółowomateriał sztywno plastyczny Rys. 19.1
9. NOŚNOŚĆ SRĘŻYSTO-LSTYCZNYCH USTROJÓW RĘTOWYCH 9.. Idealizacja wykresu rozciągania Wykres rozciągania stali miękkiej, otrzymany ze statycznej próby rozciągania, daje obraz rzeczywistego zachowania się
Bardziej szczegółowoPodstawowe pojęcia wytrzymałości materiałów. Statyczna próba rozciągania metali. Warunek nośności i użytkowania. Założenia
Wytrzymałość materiałów dział mechaniki obejmujący badania teoretyczne i doświadczalne procesów odkształceń i niszczenia ciał pod wpływem różnego rodzaju oddziaływań (obciążeń) Podstawowe pojęcia wytrzymałości
Bardziej szczegółowoSTATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA
STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA Próba statyczna rozciągania jest jedną z podstawowych prób stosowanych do określenia jakości materiałów konstrukcyjnych wg kryterium naprężeniowego w warunkach obciążeń statycznych.
Bardziej szczegółowoPolitechnika Białostocka INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH
Politechnika Białostocka Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Temat ćwiczenia: Próba skręcania pręta o przekroju okrągłym Numer ćwiczenia: 4 Laboratorium z
Bardziej szczegółowoSpis treści. Wstęp Część I STATYKA
Spis treści Wstęp... 15 Część I STATYKA 1. WEKTORY. PODSTAWOWE DZIAŁANIA NA WEKTORACH... 17 1.1. Pojęcie wektora. Rodzaje wektorów... 19 1.2. Rzut wektora na oś. Współrzędne i składowe wektora... 22 1.3.
Bardziej szczegółowoNieliniowości fizyczne Część 2 : Nieliniowość sprężysta. Teoria nośności granicznej
Wykład 6: Nieliniowości fizyczne Część 2 : Nieliniowość sprężysta. Teoria nośności anicznej Leszek CHODOR dr inż. bud, inż.arch. leszek@chodor.co Literatura: [] Timoschenko S. Goodier A.J.N., Theory of
Bardziej szczegółowoPrzykłady (twierdzenie A. Castigliano)
23 Przykłady (twierdzenie A. Castigiano) Zadanie 8.4.1 Obiczyć maksymane ugięcie beki przedstawionej na rysunku (8.2). Do obiczeń przyjąć następujące dane: q = 1 kn m, = 1 [m], E = 2 17 [Pa], d = 4 [cm],
Bardziej szczegółowoAl.Politechniki 6, Łódź, Poland, Tel/Fax (48) (42) Mechanika Budowli. Inżynieria Środowiska, sem. III
KATEDRA MECHANIKI MATERIAŁÓW POLITECHNIKA ŁÓDZKA DEPARTMENT OF MECHANICS OF MATERIALS TECHNICAL UNIVERSITY OF ŁÓDŹ Al.Politechniki 6, 93-590 Łódź, Poland, Tel/Fax (48) (42) 631 35 51 Mechanika Budowli
Bardziej szczegółowoWytrzymałość Konstrukcji I - MEiL część II egzaminu. 1. Omówić wykresy rozciągania typowych materiałów. Podać charakterystyczne punkty wykresów.
Wytrzymałość Konstrukcji I - MEiL część II egzaminu 1. Omówić wykresy rozciągania typowych materiałów. Podać charakterystyczne punkty wykresów. 2. Omówić pojęcia sił wewnętrznych i zewnętrznych konstrukcji.
Bardziej szczegółowoPytania przygotowujące do egzaminu z Wytrzymałości Materiałów studia niestacjonarne I-go stopnia, semestr zimowy
Pytania przygotowujące do egzaminu z Wytrzymałości Materiałów studia niestacjonarne I-go stopnia, semestr zimowy 1. Położenie osi obojętnej przekroju rozciąganego mimośrodowo zależy od: a) punktu przyłożenia
Bardziej szczegółowo9. PODSTAWY TEORII PLASTYCZNOŚCI
9. PODSTAWY TEORII PLASTYCZNOŚCI 1 9. 9. PODSTAWY TEORII PLASTYCZNOŚCI 9.1. Pierwsze kroki Do tej pory zajmowaliśmy się w analizie ciał i konstrukcji tylko analizą sprężystą. Nie zastanawialiśmy się, co
Bardziej szczegółowoWytrzymałość Materiałów
Wytrzymałość Materiałów Stateczność prętów prostych Równowaga, utrata stateczności, siła krytyczna, wyboczenie w zakresie liniowo sprężystym i poza liniowo sprężystym, projektowanie elementów konstrukcyjnych
Bardziej szczegółowoMateriały pomocnicze do wykładów z wytrzymałości materiałów 1 i 2 (299 stron)
Jerzy Wyrwał Materiały pomocnicze do wykładów z wytrzymałości materiałów 1 i 2 (299 stron) Uwaga. Załączone materiały są pomyślane jako pomoc do zrozumienia informacji podawanych na wykładzie. Zatem ich
Bardziej szczegółowoTemat 2 (2 godziny) : Próba statyczna ściskania metali
Temat 2 (2 godziny) : Próba statyczna ściskania metali 2.1. Wstęp Próba statyczna ściskania jest podstawowym sposobem badania materiałów kruchych takich jak żeliwo czy beton, które mają znacznie lepsze
Bardziej szczegółowoPrzykład 4.1. Ściag stalowy. L200x100x cm 10 cm I120. Obliczyć dopuszczalną siłę P rozciagającą ściąg stalowy o przekroju pokazanym na poniższym
Przykład 4.1. Ściag stalowy Obliczyć dopuszczalną siłę P rozciagającą ściąg stalowy o przekroju pokazanym na poniższym rysunku jeśli naprężenie dopuszczalne wynosi 15 MPa. Szukana siła P przyłożona jest
Bardziej szczegółowoWytrzymałość Materiałów
Wytrzymałość Materiałów Skręcanie prętów o przekrojach kołowych Siły przekrojowe, deformacja, naprężenia, warunki bezpieczeństwa i sztywności, sprężyny śrubowe. Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Bardziej szczegółowoZestaw pytań z konstrukcji i mechaniki
Zestaw pytań z konstrukcji i mechaniki 1. Układ sił na przedstawionym rysunku a) jest w równowadze b) jest w równowadze jeśli jest to układ dowolny c) nie jest w równowadze d) na podstawie tego rysunku
Bardziej szczegółowoWytrzymałość materiałów
Wytrzymałość materiałów Wykład 3 Analiza stanu naprężenia i odkształcenia w przekroju pręta Poznań 1 3.1. Podstawowe założenia Charakterystyka materiału Zakładamy na początek, że mamy do czynienia z ośrodkiem
Bardziej szczegółowoSTATYCZNA PRÓBA SKRĘCANIA
Mechanika i wytrzymałość materiałów - instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego: Wprowadzenie STATYCZNA PRÓBA SKRĘCANIA Opracowała: mgr inż. Magdalena Bartkowiak-Jowsa Skręcanie pręta występuje w przypadku
Bardziej szczegółowoMechanika i wytrzymałość materiałów instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego
Mechanika i wytrzymałość materiałów instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego Cel ćwiczenia STATYCZNA PRÓBA ŚCISKANIA autor: dr inż. Marta Kozuń, dr inż. Ludomir Jankowski 1. Zapoznanie się ze sposobem przeprowadzania
Bardziej szczegółowoLaboratorium wytrzymałości materiałów
Politechnika Lubelska MECHANIKA Laboratorium wytrzymałości materiałów Ćwiczenie 3 - Czyste zginanie statycznie wyznaczalnej belki Przygotował: Andrzej Teter (do użytku wewnętrznego) Czyste zginanie statycznie
Bardziej szczegółowoWykład 8: Lepko-sprężyste odkształcenia ciał
Wykład 8: Lepko-sprężyste odkształcenia ciał Leszek CHODOR dr inż. bud, inż.arch. leszek@chodor.pl Literatura: [1] Piechnik St., Wytrzymałość materiałów dla wydziałów budowlanych,, PWN, Warszaw-Kraków,
Bardziej szczegółowoInformacje ogólne. Rys. 1. Rozkłady odkształceń, które mogą powstać w stanie granicznym nośności
Informacje ogólne Założenia dotyczące stanu granicznego nośności przekroju obciążonego momentem zginającym i siłą podłużną, przyjęte w PN-EN 1992-1-1, pozwalają na ujednolicenie procedur obliczeniowych,
Bardziej szczegółowoMechanika i Budowa Maszyn
Mechanika i Budowa Maszyn Materiały pomocnicze do ćwiczeń Wyznaczanie sił wewnętrznych w belkach statycznie wyznaczalnych Andrzej J. Zmysłowski Andrzej J. Zmysłowski Wyznaczanie sił wewnętrznych w belkach
Bardziej szczegółowo6. WYZNACZANIE LINII UGIĘCIA W UKŁADACH PRĘTOWYCH
Część 6. WYZNCZNIE LINII UGIĘCI W UKŁDCH PRĘTWYCH 6. 6. WYZNCZNIE LINII UGIĘCI W UKŁDCH PRĘTWYCH 6.. Wyznaczanie przemieszczeń z zastosowaniem równań pracy wirtualnej w układach prętowych W metodzie pracy
Bardziej szczegółowoZGINANIE PŁASKIE BELEK PROSTYCH
ZGINNIE PŁSKIE EEK PROSTYCH WYKRESY SIŁ POPRZECZNYCH I OENTÓW ZGINJĄCYCH Zginanie płaskie: wszystkie siły zewnętrzne czynne (obciążenia) i bierne (reakcje) leżą w jednej wspólnej płaszczyźnie przechodzącej
Bardziej szczegółowoLinie wpływu w belce statycznie niewyznaczalnej
Prof. Mieczysław Kuczma Poznań, styczeń 215 Zakład Mechaniki Budowli, PP Linie wpływu w belce statycznie niewyznaczalnej (Przykład liczbowy) Zacznijmy od zdefiniowania pojęcia linii wpływu (używa się też
Bardziej szczegółowoModuł. Profile stalowe
Moduł Profile stalowe 400-1 Spis treści 400. PROFILE STALOWE...3 400.1. WIADOMOŚCI OGÓLNE...3 400.1.1. Opis programu...3 400.1.2. Zakres programu...3 400.1. 3. Opis podstawowych funkcji programu...4 400.2.
Bardziej szczegółowoPODSTAWY MECHANIKI OŚRODKÓW CIĄGŁYCH
1 Przedmowa Okładka CZĘŚĆ PIERWSZA. SPIS PODSTAWY MECHANIKI OŚRODKÓW CIĄGŁYCH 1. STAN NAPRĘŻENIA 1.1. SIŁY POWIERZCHNIOWE I OBJĘTOŚCIOWE 1.2. WEKTOR NAPRĘŻENIA 1.3. STAN NAPRĘŻENIA W PUNKCIE 1.4. RÓWNANIA
Bardziej szczegółowoMECHANIKA PRĘTÓW CIENKOŚCIENNYCH
dr inż. Robert Szmit Przedmiot: MECHANIKA PRĘTÓW CIENKOŚCIENNYCH WYKŁAD nr Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie Katedra Geotechniki i Mechaniki Budowli Opis stanu odkształcenia i naprężenia powłoki
Bardziej szczegółowo9.0. Wspornik podtrzymujący schody górne płytowe
9.0. Wspornik podtrzymujący schody górne płytowe OBCIĄŻENIA: 55,00 55,00 OBCIĄŻENIA: ([kn],[knm],[kn/m]) Pręt: Rodzaj: Kąt: P(Tg): P2(Td): a[m]: b[m]: Grupa: A "" Zmienne γf=,0 Liniowe 0,0 55,00 55,00
Bardziej szczegółowoMechanika ogólna Wydział Budownictwa Politechniki Wrocławskiej Strona 1. MECHANIKA OGÓLNA - lista zadań 2016/17
Mechanika ogólna Wydział Budownictwa Politechniki Wrocławskiej Strona 1 MECHANIKA OGÓLNA - lista zadań 2016/17 Część 1 analiza kinematyczna układów płaskich Przeprowadzić analizę kinematyczną układu. Odpowiednią
Bardziej szczegółowoPolitechnika Białostocka INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH
Politechnika Białostocka Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Temat ćwiczenia: Zwykła próba rozciągania stali Numer ćwiczenia: 1 Laboratorium z przedmiotu:
Bardziej szczegółowoRodzaje obciążeń, odkształceń i naprężeń
Rodzaje obciążeń, odkształceń i naprężeń 1. Podział obciążeń i odkształceń Oddziaływania na konstrukcję, w zależności od sposobu działania sił, mogą być statyczne lun dynamiczne. Obciążenia statyczne występują
Bardziej szczegółowoDefi f nicja n aprę r żeń
Wytrzymałość materiałów Stany naprężeń i odkształceń 1 Definicja naprężeń Mamy bryłę materialną obciążoną układem sił (siły zewnętrzne, reakcje), będących w równowadze. Rozetniemy myślowo tę bryłę na dwie
Bardziej szczegółowoBadanie ugięcia belki
Badanie ugięcia belki Szczecin 2015 r Opracował : dr inż. Konrad Konowalski *) opracowano na podstawie skryptu [1] 1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest: 1. Sprawdzenie doświadczalne ugięć belki obliczonych
Bardziej szczegółowoPODSTAWY STATYKI BUDOWLI POJĘCIA PODSTAWOWE
PODSTAWY STATYKI BUDOWLI POJĘCIA PODSTAWOWE Podstawy statyki budowli: Pojęcia podstawowe Model matematyczny, w odniesieniu do konstrukcji budowlanej, opisuje ją za pomocą zmiennych. Wartości zmiennych
Bardziej szczegółowoĆWICZENIE 7 Wykresy sił przekrojowych w ustrojach złożonych USTROJE ZŁOŻONE. A) o trzech reakcjach podporowych N=3
ĆWICZENIE 7 Wykresy sił przekrojowych w ustrojach złożonych USTROJE ZŁOŻONE A) o trzech reakcjach podporowych N=3 B) o liczbie większej niż 3 - reakcjach podporowych N>3 A) wyznaczanie reakcji z równań
Bardziej szczegółowoPodpory sprężyste (podatne), mogą ulegać skróceniu lub wydłużeniu pod wpływem działających sił. Przemieszczenia występujące w tych podporach są
PODPORY SPRĘŻYSTE Podpory sprężyste (podatne), mogą ulegać skróceniu lub wydłużeniu pod wpływem działających sił. Przemieszczenia występujące w tych podporach są wprost proporcjonalne do reakcji w nich
Bardziej szczegółowoKarta (sylabus) modułu/przedmiotu Mechatronika Studia pierwszego stopnia. Wytrzymałość materiałów Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy Kod przedmiotu:
Karta (sylabus) modułu/przedmiotu Mechatronika Studia pierwszego stopnia Przedmiot: Wytrzymałość materiałów Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy Kod przedmiotu: MT 1 S 0 3 19-0_1 Rok: II Semestr: 3 Forma studiów:
Bardziej szczegółowoSTATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA
Mechanika i wytrzymałość materiałów - instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego: STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA oprac. dr inż. Jarosław Filipiak Cel ćwiczenia 1. Zapoznanie się ze sposobem przeprowadzania statycznej
Bardziej szczegółowo2. Pręt skręcany o przekroju kołowym
2. Pręt skręcany o przekroju kołowym Przebieg wykładu : 1. Sformułowanie zagadnienia 2. Warunki równowagi kąt skręcenia 3. Warunek geometryczny kąt odkształcenia postaciowego 4. Związek fizyczny Prawo
Bardziej szczegółowoĆ w i c z e n i e K 4
Akademia Górniczo Hutnicza Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Katedra Wytrzymałości, Zmęczenia Materiałów i Konstrukcji Nazwisko i Imię: Nazwisko i Imię: Wydział Górnictwa i Geoinżynierii Grupa
Bardziej szczegółowoPolitechnika Białostocka
Politechnika Białostocka WYDZIAŁ BUDOWNICTWA I INŻYNIERII ŚRODOWISKA Katedra Geotechniki i Mechaniki Konstrukcji Wytrzymałość Materiałów Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych Ćwiczenie nr 5 Temat ćwiczenia:
Bardziej szczegółowoKarta (sylabus) modułu/przedmiotu Mechatronika Studia pierwszego stopnia. Wytrzymałość materiałów Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy Kod przedmiotu:
Karta (sylabus) modułu/przedmiotu Mechatronika Studia pierwszego stopnia Przedmiot: Wytrzymałość materiałów Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy Kod przedmiotu: MT 1 N 0 3 19-0_1 Rok: II Semestr: 3 Forma studiów:
Bardziej szczegółowoKonstrukcje metalowe Wykład IV Klasy przekroju
Konstrukcje metalowe Wykład IV Klasy przekroju Spis treści Wprowadzenie #t / 3 Eksperyment #t / 12 Sposób klasyfikowania #t / 32 Przykłady obliczeń - stal #t / 44 Przykłady obliczeń - aluminium #t / 72
Bardziej szczegółowo10.1 Płyta wspornikowa schodów górnych wspornikowych w płaszczyźnie prostopadłej.
10.1 Płyta wspornikowa schodów górnych wspornikowych w płaszczyźnie prostopadłej. OBCIĄŻENIA: 6,00 6,00 4,11 4,11 1 OBCIĄŻENIA: ([kn],[knm],[kn/m]) Pręt: Rodzaj: Kąt: P1(Tg): P2(Td): a[m]: b[m]: Grupa:
Bardziej szczegółowoMetoda elementów skończonych
Metoda elementów skończonych Wraz z rozwojem elektronicznych maszyn obliczeniowych jakimi są komputery zaczęły pojawiać się różne numeryczne metody do obliczeń wytrzymałości różnych konstrukcji. Jedną
Bardziej szczegółowoOpracowanie: Emilia Inczewska 1
Dla żelbetowej belki wykonanej z betonu klasy C20/25 ( αcc=1,0), o schemacie statycznym i obciążeniu jak na rysunku poniżej: należy wykonać: 1. Wykres momentów- z pominięciem ciężaru własnego belki- dla
Bardziej szczegółowoWyznaczanie modułu Younga metodą strzałki ugięcia
Ćwiczenie M12 Wyznaczanie modułu Younga metodą strzałki ugięcia M12.1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest wyznaczenie wartości modułu Younga różnych materiałów poprzez badanie strzałki ugięcia wykonanych
Bardziej szczegółowoWspółczynnik określający wspólną odkształcalność betonu i stali pod wpływem obciążeń długotrwałych:
Sprawdzić ugięcie w środku rozpiętości przęsła belki wolnopodpartej (patrz rysunek) od quasi stałej kombinacji obciążeń przyjmując, że: na całkowite obciążenie w kombinacji quasi stałej składa się obciążenie
Bardziej szczegółowoRozciąganie i ściskanie prętów naprężenia normalne, przemieszczenia 2
Rozciąganie i ściskanie prętów naprężenia normane, przemieszczenia W przypadku rozciągania/ściskania pręta jego obciążenie stanowi zbiór sił czynnych wzdłuż osi pręta (oś x ). a rys..a przedstawiono przykład
Bardziej szczegółowoPaleZbrojenie 5.0. Instrukcja użytkowania
Instrukcja użytkowania ZAWARTOŚĆ INSTRUKCJI UŻYTKOWANIA: 1. WPROWADZENIE 3 2. TERMINOLOGIA 3 3. PRZEZNACZENIE PROGRAMU 3 4. WPROWADZENIE DANYCH ZAKŁADKA DANE 4 5. ZASADY WYMIAROWANIA PRZEKROJU PALA 8 5.1.
Bardziej szczegółowo5. Indeksy materiałowe
5. Indeksy materiałowe 5.1. Obciążenia i odkształcenia Na poprzednich zajęciach poznaliśmy różne możliwe typy obciążenia materiału. Na bieżących, skupimy się na zagadnieniu projektowania materiałów tak,
Bardziej szczegółowo15. Przedmiot: WYTRZYMAŁOŚĆ MATERIAŁÓW Kierunek: Mechatronika Specjalność: Elektroautomatyka okrętowa Rozkład zajęć w czasie studiów Liczba godzin
15. Przedmiot: WYTRZYMAŁOŚĆ MATERIAŁÓW Kierunek: Mechatronika Specjalność: Elektroautomatyka okrętowa Rozkład zajęć w czasie studiów Liczba godzin Liczba godzin Liczba tygodni w tygodniu w semestrze w
Bardziej szczegółowoMechanika teoretyczna
Siła skupiona Mechanika teoretyczna Wykłady nr 5 Obliczanie sił wewnętrznych w belkach przykłady 1 2 Moment skupiony Obciążenie ciągłe równomierne 3 4 Obciążenie ciągłe liniowo zmienne Obciążenie ciągłe
Bardziej szczegółowoINSTRUKCJA DO CWICZENIA NR 4
INSTRUKCJA DO CWICZENIA NR 4 Temat ćwiczenia: Statyczna próba rozciągania metali Celem ćwiczenia jest wykonanie próby statycznego rozciągania metali, na podstawie której można określić następujące własności
Bardziej szczegółowoSKRĘCANIE WAŁÓW OKRĄGŁYCH
KRĘCANIE AŁÓ OKRĄGŁYCH kręcanie występuje wówczas gdy para sił tworząca moment leży w płaszczyźnie prostopadłej do osi elementu konstrukcyjnego zwanego wałem Rysunek pokazuje wał obciążony dwiema parami
Bardziej szczegółowoŚcinanie i skręcanie. dr hab. inż. Tadeusz Chyży
Ścinanie i skręcanie dr hab. inż. Tadeusz Chyży 1 Ścinanie proste Ścinanie czyste Ścinanie techniczne 2 Ścinanie Czyste ścinanie ma miejsce wtedy, gdy na czterech ścianach prostopadłościennej kostki występują
Bardziej szczegółowowiczenie 15 ZGINANIE UKO Wprowadzenie Zginanie płaskie Zginanie uko nie Cel wiczenia Okre lenia podstawowe
Ćwiczenie 15 ZGNANE UKOŚNE 15.1. Wprowadzenie Belką nazywamy element nośny konstrukcji, którego: - jeden wymiar (długość belki) jest znacznie większy od wymiarów przekroju poprzecznego - obciążenie prostopadłe
Bardziej szczegółowoINSTRUKCJA DO CWICZENIA NR 5
INTRUKCJA DO CWICZENIA NR 5 Temat ćwiczenia: tatyczna próba ściskania materiałów kruchych Celem ćwiczenia jest wykonanie próby statycznego ściskania materiałów kruchych, na podstawie której można określić
Bardziej szczegółowo7. WYZNACZANIE SIŁ WEWNĘTRZNYCH W BELKACH
7. WYZNCZNIE SIŁ WEWNĘTRZNYCH W ELKCH Zadanie 7.1 Dla belki jak na rysunku 7.1.1 ułożyć równania sił wewnętrznych i sporządzić ich wykresy. Dane: q, a, M =. Rys.7.1.1 Rys.7.1. W zależności od rodzaju podpór
Bardziej szczegółowoĆWICZENIE 1 STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA METALI - UPROSZCZONA. 1. Protokół próby rozciągania Rodzaj badanego materiału. 1.2.
Ocena Laboratorium Dydaktyczne Zakład Wytrzymałości Materiałów, W2/Z7 Dzień i godzina ćw. Imię i Nazwisko ĆWICZENIE 1 STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA METALI - UPROSZCZONA 1. Protokół próby rozciągania 1.1.
Bardziej szczegółowoMechanika teoretyczna
Inne rodzaje obciążeń Mechanika teoretyczna Obciążenie osiowe rozłożone wzdłuż pręta. Obciążenie pionowe na pręcie ukośnym: intensywność na jednostkę rzutu; intensywność na jednostkę długości pręta. Wykład
Bardziej szczegółowo1. Projekt techniczny Podciągu
1. Projekt techniczny Podciągu Podciąg jako belka teowa stanowi bezpośrednie podparcie dla żeber. Jest to główny element stropu najczęściej ślinie bądź średnio obciążony ciężarem własnym oraz reakcjami
Bardziej szczegółowo2. Charakterystyki geometryczne przekroju
. CHRKTERYSTYKI GEOMETRYCZNE PRZEKROJU 1.. Charakterystyki geometryczne przekroju.1 Podstawowe definicje Z przekrojem pręta związane są trzy wielkości fizyczne nazywane charakterystykami geometrycznymi
Bardziej szczegółowoPolitechnika Białostocka INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH
Politechnika Białostocka Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Temat ćwiczenia: Zwykła statyczna próba ściskania metali Numer ćwiczenia: 3 Laboratorium z przedmiotu:
Bardziej szczegółowoZadanie 3. Belki statycznie wyznaczalne. Dla belek statycznie wyznaczalnych przedstawionych. na rysunkach rys.a, rys.b, wyznaczyć:
adanie 3. elki statycznie wyznaczalne. 15K la belek statycznie wyznaczalnych przedstawionych na rysunkach rys., rys., wyznaczyć: 18K 0.5m 1.5m 1. składowe reakcji podpór, 2. zapisać funkcje sił przekrojowych,
Bardziej szczegółowoZ1/7. ANALIZA RAM PŁASKICH ZADANIE 3
Z1/7. NLIZ RM PŁSKIH ZNI 3 1 Z1/7. NLIZ RM PŁSKIH ZNI 3 Z1/7.1 Zadanie 3 Narysować wykresy sił przekrojowych w ramie wspornikowej przedstawionej na rysunku Z1/7.1. Następnie sprawdzić równowagę sił przekrojowych
Bardziej szczegółowo7.0. Fundament pod słupami od stropu nad piwnicą. Rzut fundamentu. Wymiary:
7.0. Fundament pod słupami od stropu nad piwnicą. Rzut fundamentu Wymiary: B=1,2m L=4,42m H=0,4m Stan graniczny I Stan graniczny II Obciążenie fundamentu odporem gruntu OBCIĄŻENIA: 221,02 221,02 221,02
Bardziej szczegółowoTemat: Mimośrodowe ściskanie i rozciąganie
Wytrzymałość Materiałów II 2016 1 Przykładowe tematy egzaminacyjne kursu Wytrzymałość Materiałów II Temat: Mimośrodowe ściskanie i rozciąganie 1. Dany jest pręt obciążony mimośrodowo siłą P. Oblicz naprężenia
Bardziej szczegółowoTemat 1 (2 godziny): Próba statyczna rozciągania metali
Temat 1 (2 godziny): Próba statyczna rozciągania metali 1.1. Wstęp Próba statyczna rozciągania jest podstawowym rodzajem badania metali, mających zastosowanie w technice i pozwala na określenie własności
Bardziej szczegółowoLABORATORIUM ELEKTROAKUSTYKI. ĆWICZENIE NR 1 Drgania układów mechanicznych
LABORATORIUM ELEKTROAKUSTYKI ĆWICZENIE NR Drgania układów mechanicznych Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z właściwościami układów drgających oraz metodami pomiaru i analizy drgań. W ramach
Bardziej szczegółowoUwaga: Linie wpływu w trzech prętach.
Zestaw nr 1 Imię i nazwisko zadanie 1 2 3 4 5 6 7 Razem punkty Zad.1 (5p.). Narysować wykresy linii wpływu sił wewnętrznych w przekrojach K i L oraz reakcji w podporze R. Zad.2 (5p.). Narysować i napisać
Bardziej szczegółowoTemat 3 (2 godziny) : Wyznaczanie umownej granicy sprężystości R 0,05, umownej granicy plastyczności R 0,2 oraz modułu sprężystości podłużnej E
Temat 3 (2 godziny) : Wyznaczanie umownej granicy sprężystości R,5, umownej granicy plastyczności R,2 oraz modułu sprężystości podłużnej E 3.1. Wstęp Nie wszystkie materiały posiadają wyraźną granicę plastyczności
Bardziej szczegółowo{H B= 6 kn. Przykład 1. Dana jest belka: Podać wykresy NTM.
Przykład 1. Dana jest belka: Podać wykresy NTM. Niezależnie od sposobu rozwiązywania zadania, zacząć należy od zastąpienia podpór reakcjami. Na czas obliczania reakcji można zastąpić obciążenie ciągłe
Bardziej szczegółowoIntegralność konstrukcji w eksploatacji
1 Integralność konstrukcji w eksploatacji Wykład 0 PRZYPOMNINI PODSTAWOWYCH POJĘĆ Z WYTRZYMAŁOŚCI MATRIAŁÓW Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Katedra Wytrzymałości, Zmęczenia Materiałów i Konstrukcji
Bardziej szczegółowoNaprężenia, przemieszczenia, odkształcenia Właściwości materiałów. dr hab. inż. Tadeusz Chyży Katedra Mechaniki Konstrukcji
Naprężenia, przemieszczenia, odkształcenia Właściwości materiałów dr hab. inż. Tadeusz Chyży Katedra Mechaniki Konstrukcji Naprężeniem (p) nazywa się iloraz nieskończenie małej wypadkowej siły spójności
Bardziej szczegółowoINSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH
INSTYTUT MASZYN I URZĄDZEŃ ENERGETYCZNYCH Politechnika Śląska w Gliwicach INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH BADANIE TWORZYW SZTUCZNYCH OZNACZENIE WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH PRZY STATYCZNYM ROZCIĄGANIU
Bardziej szczegółowoZginanie proste belek
Zginanie belki występuje w przypadku obciążenia działającego prostopadle do osi belki Zginanie proste występuje w przypadku obciążenia działającego w płaszczyźnie głównej zx Siły przekrojowe w belkach
Bardziej szczegółowo700 [kg/m 3 ] * 0,012 [m] = 8,4. Suma (g): 0,138 Ze względu na ciężar wykończenia obciążenie stałe powiększono o 1%:
Producent: Ryterna modul Typ: Moduł kontenerowy PB1 (długość: 6058 mm, szerokość: 2438 mm, wysokość: 2800 mm) Autor opracowania: inż. Radosław Noga (na podstawie opracowań producenta) 1. Stan graniczny
Bardziej szczegółowoSpis treści Rozdział I. Membrany izotropowe Rozdział II. Swobodne skręcanie izotropowych prętów pryzmatycznych oraz analogia membranowa
Spis treści Rozdział I. Membrany izotropowe 1. Wyprowadzenie równania na ugięcie membrany... 13 2. Sformułowanie zagadnień brzegowych we współrzędnych kartezjańskich i biegunowych... 15 3. Wybrane zagadnienia
Bardziej szczegółowoZ1/2 ANALIZA BELEK ZADANIE 2
05/06 Z1/. NLIZ LK ZNI 1 Z1/ NLIZ LK ZNI Z1/.1 Zadanie Udowodnić geometryczną niezmienność belki złożonej na rysunku Z1/.1 a następnie wyznaczyć reakcje podporowe oraz wykresy siły poprzecznej i momentu
Bardziej szczegółowoROZWIĄZYWANIE ZADAŃ Z TEORII SPRĘŻYSTOŚCI
10. ROZWIĄZYWANIE ZADAŃ Z TEORII SPRĘŻYSTOŚCI 1 10. 10. ROZWIĄZYWANIE ZADAŃ Z TEORII SPRĘŻYSTOŚCI 10.1. Zastosowanie funkcji Airy'ego =0 (10.1) Zakładamy, że istnieje funkcja F(x,y) spełniająca następujące
Bardziej szczegółowo