Naprężenia styczne i kąty obrotu

Podobne dokumenty
Skręcanie prętów naprężenia styczne, kąty obrotu 4

Obliczanie naprężeń stycznych wywołanych momentem skręcającym w przekrojach: kołowym, pierścieniowym, prostokątnym 7

Podstawowe pojęcia wytrzymałości materiałów. Statyczna próba rozciągania metali. Warunek nośności i użytkowania. Założenia

2. Pręt skręcany o przekroju kołowym

Zginanie proste belek

WYZNACZANIE MODUŁU SPRĘŻYSTOŚCI POSTACIOWEJ G ORAZ NAPRĘŻEŃ SKRĘCAJĄCYCH METODĄ TENSOMETRYCZNĄ

CIENKOŚCIENNE KONSTRUKCJE METALOWE

Politechnika Białostocka INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

Dr inż. Janusz Dębiński

SKRĘCANIE WAŁÓW OKRĄGŁYCH

STATYCZNA PRÓBA SKRĘCANIA

Wytrzymałość Materiałów

Ścinanie i skręcanie. dr hab. inż. Tadeusz Chyży

Skręcanie prętów napręŝenia styczne, kąty obrotu, projektowanie 3

Podstawowe przypadki (stany) obciążenia elementów : 1. Rozciąganie lub ściskanie 2. Zginanie 3. Skręcanie 4. Ścinanie

MECHANIKA PRĘTÓW CIENKOŚCIENNYCH

Al.Politechniki 6, Łódź, Poland, Tel/Fax (48) (42) Mechanika Budowli. Inżynieria Środowiska, sem. III

Wytrzymałość Materiałów II studia zaoczne inżynierskie I stopnia kierunek studiów Budownictwo, sem. IV materiały pomocnicze do ćwiczeń

700 [kg/m 3 ] * 0,012 [m] = 8,4. Suma (g): 0,138 Ze względu na ciężar wykończenia obciążenie stałe powiększono o 1%:

1. Wykres momentów zginających M(x) oraz sił poprzecznych Q(x) Rys2.

Rozciąganie i ściskanie prętów naprężenia normalne, przemieszczenia 2

RUCH FALOWY. Ruch falowy to zaburzenie przemieszczające się w przestrzeni i zmieniające się w

Ć w i c z e n i e K 3

Wprowadzenie do WK1 Stan naprężenia

Wytrzymałość Materiałów

DZIAŁANIE MOMENTU SKRĘCAJĄCEGO ZALEśNOŚCI PODSTAWOWE Podstawy teorii skręcania swobodnego prętów spręŝystych

Przykłady obliczeń belek i słupów złożonych z zastosowaniem łączników mechanicznych wg PN-EN-1995

Widok ogólny podział na elementy skończone

Model efektywny dla materiałów komórkowych w zakresie liniowo-sprężystym Małgorzata Janus-Michalska

Pytania przygotowujące do egzaminu z Wytrzymałości Materiałów sem. I studia niestacjonarne, rok ak. 2014/15

( L,S ) I. Zagadnienia

Część 1 9. METODA SIŁ 1 9. METODA SIŁ

WYZNACZANIE MODUŁU SZTYWNOŚCI METODĄ DYNAMICZNĄ GAUSSA

SPRAWDZENIE SG UŻYTKOWALNOŚCI (ZARYSOWANIA I UGIĘCIA) METODAMI DOKŁADNYMI, OMÓWIENIE PROCEDURY OBLICZANIA SZEROKOŚCI RYS ORAZ STRZAŁKI UGIĘCIA

s Dla prętów o stałej lub przedziałami stałej sztywności zginania mianownik wyrażenia podcałkowego przeniesiemy przed całkę 1 EI s

Z-LOGN Wytrzymałość materiałów Strength of materials

LABORATORIUM ELEKTROAKUSTYKI. ĆWICZENIE NR 1 Drgania układów mechanicznych

ENERGIA DYSYPACJI W SPRĘŻYSTOLEPKIM PRĘ CIE PRZY HARMONICZNYCH OBCIĄŻENIACH

Wytrzymałość materiałów Strength of materials

Przedmiot: Mechanika z Wytrzymałością materiałów

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

OBLICZENIE PRZEMIESZCZEŃ W KRATOWNICY PŁASKIEJ

Część DZIAŁANIE MOMENTU SKRĘCAJĄCEGO 1 DZIAŁANIE MOMENTU SKRĘCAJĄCEGO ZALEŻNOŚCI PODSTAWOWE

Al.Politechniki 6, 93-àyG(3RODQG7HO)D[

Opracowanie: Emilia Inczewska 1

Zadanie 1: śruba rozciągana i skręcana

Wytrzymałość Konstrukcji I - MEiL część II egzaminu. 1. Omówić wykresy rozciągania typowych materiałów. Podać charakterystyczne punkty wykresów.

MECHANIKA I WYTRZYMAŁOŚĆ MATERIAŁÓW

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

Zadanie 1 Zadanie 2 tylko Zadanie 3

ROZCIĄGANIE I ŚCISKANIE OSIOWE. Pojęcia podstawowe. Zasada de Saint Venanta

Sprawdzenie stanów granicznych użytkowalności.

Pręt nr 1 - Element żelbetowy wg. EN :2004

Pręt nr 4 - Element żelbetowy wg PN-EN :2004

Wyboczenie ściskanego pręta

15. Przedmiot: WYTRZYMAŁOŚĆ MATERIAŁÓW Kierunek: Mechatronika Specjalność: Elektroautomatyka okrętowa Rozkład zajęć w czasie studiów Liczba godzin

Liczba godzin Liczba tygodni w tygodniu w semestrze

MES1pr 02 Konstrukcje szkieletowe 2. Belki

5. Indeksy materiałowe

KOMINY MUROWANE. Przekroje trzonu wymiaruje się na stan graniczny użytkowania. Sprawdzenie należy wykonać:

9. DZIAŁANIE SIŁY NORMALNEJ

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Pręt nr 1 - Element żelbetowy wg. PN-B-03264

WYZNACZANIE MODUŁU YOUNGA METODĄ STRZAŁKI UGIĘCIA

Pręt nr 0 - Płyta żelbetowa jednokierunkowo zbrojona wg PN-EN :2004

Politechnika Białostocka

PROJEKT NR 1 METODA PRZEMIESZCZEŃ

Wyznaczanie modułu sztywności metodą Gaussa

1. Dane : DANE OGÓLNE PROJEKTU. Poziom odniesienia: 0,00 m.

CIENKOŚCIENNE KONSTRUKCJE METALOWE

Laboratorium wytrzymałości materiałów

10.0. Schody górne, wspornikowe.

Zadanie: Zaprojektować w budynku jednorodzinnym (wg wykonanego projektu) filar murowany w ścianie zewnętrznej na parterze.

AiR_WM_3/11 Wytrzymałość Materiałów Strength of Materials

Sprawdzenie nosności słupa w schematach A1 i A2 - uwzględnienie oddziaływania pasa dolnego dźwigara kratowego.

Elektrodynamika Część 6 Elektrodynamika Ryszard Tanaś Zakład Optyki Nieliniowej, UAM

Wytrzymałość materiałów

Materiały pomocnicze do wykładów z wytrzymałości materiałów 1 i 2 (299 stron)

1. Obciążenie statyczne

Węzeł nr 28 - Połączenie zakładkowe dwóch belek

Elektrodynamika. Część 6. Elektrodynamika. Ryszard Tanaś. Zakład Optyki Nieliniowej, UAM

Dane. Biuro Inwestor Nazwa projektu Projektował Sprawdził. Pręt - blacha węzłowa. Wytężenie: TrussBar v

KONSTRUKCJE METALOWE 1 Przykład 4 Projektowanie prętów ściskanych

Kolokwium z mechaniki gruntów

Rys. 32. Widok perspektywiczny budynku z pokazaniem rozmieszczenia kratownic

Laboratorium wytrzymałości materiałów

Przykłady (twierdzenie A. Castigliano)

ZADANIA. PYTANIA I ZADANIA v ZADANIA za 2pkt.

Z-LOG-0133 Wytrzymałość materiałów Strength of materials

Pytania przygotowujące do egzaminu z Wytrzymałości Materiałów sem. I studia niestacjonarne, rok ak. 2015/16

Rzut z góry na strop 1

Pytania przygotowujące do egzaminu z Wytrzymałości Materiałów studia niestacjonarne I-go stopnia, semestr zimowy

Spis treści. Wstęp Część I STATYKA

Nośność belek z uwzględnieniem niestateczności ich środników

Wytrzymałość Materiałów I studia zaoczne inŝynierskie I stopnia kierunek studiów Budownictwo, sem. III materiały pomocnicze do ćwiczeń

7.0. Fundament pod słupami od stropu nad piwnicą. Rzut fundamentu. Wymiary:

Politechnika Białostocka

WRAŻLIWOŚĆ NA IMERFEKCJE PRĘTÓW CIENKOŚCIENNYCH Z POŁĄCZENIAMI PODATNYMI

KONSTRUKCJE DREWNIANE I MUROWE

Transkrypt:

Naprężenia tyczne i kąty obrotu Rozpatrzmy pręt pryzmatyczny o przekroju kołowym obciążony momentem kręcającym 0 Σ ix 0 0 A A 0 0 Skręcanie prętów o przekroju kołowym, pierścieniowym, cienkościennym. Naprężenia tyczne, kąty obrotu. Projektowanie 1

Naprężenia tyczne i kąty obrotu Ekperyment Kolejne przekroje poprzeczne obracają ię, ale nie odkztałcają Przekrój krajny obraca ię o kąt φ Tworzące pochylają ię o kąt γ, ale pozotają protoliniowe Skręcanie prętów o przekroju kołowym, pierścieniowym, cienkościennym. Naprężenia tyczne, kąty obrotu. Projektowanie

Naprężenia tyczne i kąty obrotu c d x tg γ ρ tg dφ tg γ γ tg dφ dφ c γ d x ρ dφ γ dφ ρ dx (4.1) Skręcanie prętów o przekroju kołowym, pierścieniowym, cienkościennym. Naprężenia tyczne, kąty obrotu. Projektowanie 3

Naprężenia tyczne i kąty obrotu Prawo Hooke a dla odkztałceń wzdłużnych (.17) σ E ε Prawo Hooke a dla odkztałceń potaciowych τ G γ (4.) gdzie G moduł prężytości potaciowej (moduł Kirchhoffa) G E (1 + ν) (4.3) Skręcanie prętów o przekroju kołowym, pierścieniowym, cienkościennym. Naprężenia tyczne, kąty obrotu. Projektowanie 4

Naprężenia tyczne i kąty obrotu Warunek równoważności τ ρ d A (4.4) A Podtawiamy (4.1) i (4.) i otrzymujemy G γ ρ da G ρ ρ da A A dφ dx 3 π r I ρ da ρ π ρ dρ π ρ dρ dφ G dx A ρ da dφ G I (4.5) dx r r 4 4 π d (4.6) 3 A 0 0 G I ztywność pręta na kręcanie moment bezwładności na kręcanie I Skręcanie prętów o przekroju kołowym, pierścieniowym, cienkościennym. Naprężenia tyczne, kąty obrotu. Projektowanie 5

Naprężenia tyczne i kąty obrotu Przekztałcając (4.5) otrzymujemy G I dφ dx d φ przyrot kąta obrotu pręta d φ dx (4.7) G I Całkując po długości pręta l otrzymujemy całkowity kąt kręcenia φ l l l d φ dx G I G I 0 0 0 l φ dx G I l φ (4.8) G I Skręcanie prętów o przekroju kołowym, pierścieniowym, cienkościennym. Naprężenia tyczne, kąty obrotu. Projektowanie 6

Naprężenia tyczne i kąty obrotu Naprężenia tyczne Na podtawie (4.) możemy zapiać τ ( ρ) G γ( ρ) (4.9) Podtawiamy (4.1) i (4.5) i otrzymujemy dφ τ( ρ) G ρ G dx G I τ ρ) I ρ I ( ρ (4.10) ρ W τ wkaźnik wytrzymałości na kręcanie max τ( r ) r (4.11) I W W 3 3 I (4.1) r π r π d 16 Skręcanie prętów o przekroju kołowym, pierścieniowym, cienkościennym. Naprężenia tyczne, kąty obrotu. Projektowanie 7

Naprężenia tyczne i kąty obrotu Przekrój pierścieniowy I W 4 4 w ) (4.13) π ( dz d 3 π ( dz 4 4 dw ) (4.14) 16dz Przekrój pierścieniowy cienkościenny δ << d d z + d d w d z d + δ / d z d δ / d r 3 3 π d I π r δ δ (4.15) 4 (4.16) π d W π r δ δ Skręcanie prętów o przekroju kołowym, pierścieniowym, cienkościennym. Naprężenia tyczne, kąty obrotu. Projektowanie 8

Naprężenia tyczne i kąty obrotu Przekrój cienkościenny o profilu otwartym I W 1 3 n i 1 δ max makymalna grubość ścianki b i długość i-tego odcinka δ i grubość i-tego odcinka I wkaźnik ztywności przekroju na kręcanie b I i δ 3 i (4.17) (4.18) δ max Skręcanie prętów o przekroju kołowym, pierścieniowym, cienkościennym. Naprężenia tyczne, kąty obrotu. Projektowanie 9

Naprężenia tyczne i kąty obrotu Przekrój cienkościenny o profilu zamkniętym wzory Bredta I 4A0 bi δ n i 1 0 i min (4.19) W A δ (4.0) A 0 pole powierzchni przekroju poprzecznego ograniczone linią średnią δ min minimalna grubość ścianki b i długość i-tego odcinka δ grubość i-tego odcinka i Skręcanie prętów o przekroju kołowym, pierścieniowym, cienkościennym. Naprężenia tyczne, kąty obrotu. Projektowanie 10

Skręcanie wobodne W ogólnym przypadku kręcania wobodne pręta jego obciążenie tanowi zbiór momentów czynnych kręcających pręt Pręt traktujemy jako zbiór prętów o długościach l 1, l,..., ln Kąty kręcenia prętów umują ię, a całkowity kąt kręcenia jet określony wzorem i l i φ φ 1 + φ + n... i li + φn i 1( G I ) (4.1) i moment kręcający w i-tym odcinku pręta [N m] długość i-tego odcinka pręta [m] ( G ) ztywność oiowa pręta w i-tym odcinku [N m ] I i Skręcanie prętów o przekroju kołowym, pierścieniowym, cienkościennym. Naprężenia tyczne, kąty obrotu. Projektowanie 11

Skręcanie wobodne Do wyznaczenia reakcji wykorzytujemy równanie równowagi tatycznej uma momentów zewnętrznych względem oi x jet równa zeru W dowolnym przekroju poprzecznym pręta moment kręcający jet równy umie momentów zewnętrznych działających po jednej tronie przekroju względem oi pręta rozwiązując od prawej trony Σ ( p) ix (4.a) rozwiązując od lewej trony ( l ) Σix (4.b) Skręcanie prętów o przekroju kołowym, pierścieniowym, cienkościennym. Naprężenia tyczne, kąty obrotu. Projektowanie 1

Projektowanie kręcanie Zadania projektowe prowadzają ię do określenia wymiarów przekroju poprzecznego pręta na podtawie warunku nośności i/lub użytkowania Warunek nośności prawdzenie, czy naprężenia w projektowanym elemencie nie przekraczają naprężeń dopuzczalnych W przypadku prętów kręcanych warunek nośności możemy zapiać w potaci: τ max k t (4.3) τ max najwiękze co do modułu naprężenie tyczne naprężenia dopuzczalne przy kręcaniu k t k 0, 58 t k r Skręcanie prętów o przekroju kołowym, pierścieniowym, cienkościennym. Naprężenia tyczne, kąty obrotu. Projektowanie 13

Projektowanie kręcanie Warunek użytkowania prawdzenie, czy przemiezczenia projektowanego elementu nie przekraczają przemiezczeń dopuzczalnych. W przypadku prętów kręcanych warunek użytkowania możemy zapiać w potaci: φ φ (4.4) max φ max makymalne przemiezczenie rozpatrywanego elementu φ dop przemiezczenie dopuzczalne dop Skręcanie prętów o przekroju kołowym, pierścieniowym, cienkościennym. Naprężenia tyczne, kąty obrotu. Projektowanie 14

BIBLIOGRAFIA Dyląg Z., Jakubowicz A., Orłoś Z., Wytrzymałość materiałów, tom I, WNT, Warzawa 1999. Klaztorny., Skrypt do wytrzymałości materiałów [w przygotowaniu]. Skręcanie prętów o przekroju kołowym, pierścieniowym, cienkościennym. Naprężenia tyczne, kąty obrotu. Projektowanie