Conţinut
Atunci când proiectați o structură precum o clădire sau un pod, este important să înțelegeți numeroasele forțe care se aplică elementelor structurale, cum ar fi grinzile și tijele. Două forțe structurale deosebit de importante sunt devierea și tensiunea. Tensiunea este mărimea unei forțe care se aplică pe o tijă, în timp ce devierea este cantitatea pe care tija este deplasată sub o sarcină. Cunoașterea acestor concepte va determina cât de stabilă va fi structura și cât de fezabilă este de a utiliza anumite materiale atunci când construiți structura.
Tensiunea pe tijă
Desenați o diagramă a tijei și configurați un sistem de coordonate (de exemplu, forțele aplicate la dreapta sunt „pozitive”, forțele aplicate la stânga sunt „negative”).
Etichetați toate forțele care sunt aplicate obiectului cu o săgeată care indică direcția în care este aplicată forța. Acest lucru este cunoscut sub numele de "diagrama corpului liber".
Separați forțele în componente orizontale și verticale. Dacă forța este aplicată sub un unghi, trasați un triunghi drept cu forța care acționează ca hipotenuză. Utilizați regulile trigonometriei pentru a găsi laturile adiacente și opuse, care vor fi componentele orizontale și verticale ale forței.
Pentru a găsi tensiunea rezultată, adăugați forțele totale pe tijă în direcțiile orizontale și verticale.
Devierea tijei
Găsiți momentul de îndoire a tijei. Aceasta se găsește scăzând lungimea tijei L cu variabila de poziție z și apoi înmulțind rezultatul cu forța verticală aplicată tijei - notată cu variabila F. Formula pentru aceasta este M = F x (L - z).
Înmulțiți modulul de elasticitate al fasciculului cu momentul de inerție al fasciculului față de axa nesimetrică.
Împărțiți momentul de îndoire a tijei de la Pasul 1 la rezultatul de la Etapa 2. Rezultatul care urmează va fi o funcție a poziției de-a lungul tijei (dată de variabila z).
Integrați funcția de la pasul 3 în raport cu z, limitele de integrare fiind 0 și L, lungimea tijei.
Integrați din nou funcția rezultantă în ceea ce privește z, cu limitele de integrare variind din nou de la 0 la L, lungimea tijei.