122753907 otpornost materijala ii skripta ismet hajduk

Upload: milan

Post on 07-Aug-2018

252 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    1/175

     

    OTPORNOST MATERIJALA IISKRIPTA

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    2/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    1. TORZIJA

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    3/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    Obostrano uklješteni štap prikazan na slici opterećen je momentima torzije M1=50 kNm i M2=30 kNm.Potrebno je odrediti:

    a)   Naprezanja u tački E. b)  Ugao zaokreta presjeka C.

    RJEŠENJE

    Uslov ravnoteže: 

    x A 1 2 B

    A B 1 2

      M 0 M M M M 0

      M M M M 50 30 20 kNm

    OSNOVNI SISTEM

      = − + + =

    + = − = − = 

    ZADATAK br. 1

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    4/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    B

    Uslov kompaktibilnosti deformacija:

      0ϕ = 

    1 2 2 B B

     p1 p1 p2 p1 p2

    1 2 2 B B

     p1 p1 p2 p1 p2

    4 46 41

     p1

    4 4 4 461 2

     p2

    M a M a M a M a M 2a G  0

    G I G I G I G I G I a

    M M M M 2M  0I I I I I

    d (120 mm)  I 20,358 10 mm

    32 32

    d d 120 100  I 10,54 10

    32 32 32 32

    ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅− − − − = ⋅

    ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅

    − − − − =

    π ⋅   π ⋅= = = ⋅

    π ⋅ π ⋅   π ⋅ π ⋅= − = − = ⋅ 4

    6 4 p2

     p2 p16 4 p1

    1 2 2 B B p1

     p1 p1 p1 p1

    B B

    A B A

    mm

    I 10, 54 10 mm  0,518 I 0,518 I

    I 20,358 10 mm

    M M M M 2M  I

    I 0,518 I I 0,518 I

    30  50 30 4,861 M M 7,8 kNm

    0,518

      M M 20 kNm M 27,8 kNm

    ⋅= = = ⋅

    −− = + ⋅

    ⋅ ⋅

    − − = ⋅     = −

    + =     =  

    6t 2

    E 6 4 p2

    6A

    C5 6 4 p1

    2

     Naprezanje u tački E:

    M d 22,2 10 Nmm 100 mm  105,31 MPa

    I 2 210,54 10 mm

    Ugao zaokreta presjeka C:

    M a 27,8 10 Nmm 600 mm  0,0102 rad

     NG I 0,8 10 20,35810 mmmm

    ⋅τ = ⋅ = ⋅ =

    ⋅   ⋅ ⋅ϕ = = =

    ⋅ ⋅ ⋅

     

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    5/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    Čelični cilindrični štap prečnika 2,5 cm ima zadebljanja A i B. Na ova zadebljanja navučena je čeličnacijev debljine zidova 1,25 mm. Pri navlačenju cijevi štap je bio uvijen momentima od 75 Nm. Poslijezavarivanja cijevi za zadebljanja štapa uklonjeni su momenti sa njegovih krajeva. Odrediti vrijednostnajvećeg tangencijalnog napona u cijevi poslije rasterećenja krajeva štapa. Smatrati da su ispusti A i Bne deformišu.

    0

    0

    RJEŠENJE

    Poslije uklanjanja momenta M s krajeva štapa njegov dio između zadebljanja A i B, koji je uvijen

    za ugao , teži da se odvije (rastereti), ali ga pri tome sprječava cijev. Prema tome, štap seϕ

    cijev

    cijev štap

     ne odvija

     potpuno već samo za ugao za koji se uvija cijev. Pri tome se od strane štapa preko zadebljanja

    A i B prenosi na cijev momenat uvijanja M . Takav momenat M , jednakog intenzitet

    ϕ

    cije

    a, očigledno

    se prenosi i na štap od strane cijevi. Na taj način za rješavanje ovog zadatka mogu se postaviti dvije

     jednačine:

      jednačina za ravnotežu:

    M v štap t

    0 cijev štap

    cijev štap0

     p,štap p,cijev p,štap

    M M

      jednačina podudaranja deformacije:

     ili:

    M l M lM l 

    I G I G I G

      Poslije

    = =

    ϕ = −ϕ = ϕ

    ⋅ ⋅⋅− =

    ⋅ ⋅ ⋅

    cijev štap t

     p,štap0 t t t

     p,štap p,cijev p,štap p,štap p,cijev

    0t

    skraćenja sa l i G i zamijene M i M izrazom za M dobijamo

    IM M M M  1 ,

    I I I I I

    odakle je:

    M  M

    1

    = + = ⋅ +

    = p,štap

     p,cijev

    2t2 2sred

    7568,5 Nm

    I 1 0, 0975

    I

      Sada se može odrediti tangencijalni napon u cijevi:

    M 6850  643 N / cm

    2 r t 2 3,14 3,69 0,125

    = =+

    +

    τ = = =π ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅

     

    ZADATAK br. 2

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    6/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    Opruga za vrata od čelične šipke kvadratnog poprečnog presjeka učvršćena je jednim krajem zavrata(u tački A kao) a drugim za štok(u tački B).Naći intenzitet sile P kojom treba vući ručicu vrata da

     bi se ona otvorila za 90o  i ugao za koji treba prethodno uviti šipku, da bi pri otvaranju vratanajveći napon dotigao τdop=500 N/mm2.Dužina šipke je 2 m, dimenzije poprečnog presjeka 6x6mm.Širina vrata je 1 m.

    tmax 2

    2t

    3t

    3

    3

    t3 5 3

    RJEŠENJE

    hb

    h  za 1 0,208 , =0,141

     b

      M 0,208 6 6 500 22 464 Nmm  M P 1000 P 10 Nmm

      P 10 22 464

      P=22,464 N

    1022 464 2M h l 3,092  =G hb 0,141 0,800 10 6 6

    τ =α

    =     α = β

    = ⋅ ⋅ ⋅ == ⋅ = ⋅

    ⋅ =

    ⋅ ⋅⋅ϕ = =

    β ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅

    818rad=1,54909 rad

    2

      =88,74ϕ  

     

    ZADATAK br.3

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    7/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    2. TRAŽENJE UGIBA, MAKSVEL-MOROVA ANALOGIJA,PRAVILO VEREŠČAGINA

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    8/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    Za nosač i opterećenje na slici:a)  Izvršiti dimenzioniranje nosača ako mu je poprečni presjek sastavljen iz dva NP profila ako

     je σd=160 N/mm2.

     b)   Naći ugib na kraju prepusta Maksvel – Morovom analogijom i provjeriti da li je veći oddozvoljenog vd

    C=0,5 mm.c)  Eventualno izvršiti dimenzioniranje na ugib.

    RJEŠENJE

    a) 

    [

    max

    63 3

    z,pot

    4 2z

    Dimenzioniranje

      M 66,15 kNm

    66,15 10  W 413,4 10 mm

    160Dimenzioniranje vršimo probanjem:

    I proba usvajamo NP 20 I 148 cm , F 32, 2 cm

    =

    ⋅= = ⋅

    − = =

     

    2 4z

    3 3z,stv z,pot

      I 2 (148 32,2 5,49 ) 2237 cm

    2237  W 298 cm W 413,4 cm

    7,5

    = ⋅ + ⋅ =

    = = < = 

    [ 4 2zII proba usvajamo NP 24 I 248 cm , F 42, 3 cm− = =  

    2 4z

    3 3z,stv z,pot

      I 2 (248 42,3 6,27 ) 3821 cm

    3821  W 449 cm W 413,4 cm8,5

    = ⋅ + ⋅ =

    = = > =  

    ZADATAK br. 1

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    9/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    [Usvojeno : 2 NP 24  

     b)

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    10/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    10 

    3C

    12C

    C d5 4

    C dC C

    12C

    z,pot dC

      EIV 312,5 260 51,5 kNm

    M 51,5 10  v 0,67 mm V 0,5 mm

    EI 2,0 10 3821 10

    Iz ovoga slijedi da je mjerodavno dimenzioniranje na ugib:

    Mc) v V

    EI

    M 51,5 10  I

    E V 2,0 1

    = − + = −

    − ⋅= − = − = > =

    ⋅ ⋅ ⋅

    = ≤

    ⋅= =

    ⋅ ⋅

    [

    4 45

    4 2z

    5150 10 mm0 0,5

     probamo NP 28 I 399 cm ,F 53,3 cm

    = ⋅⋅

    = =

     

    2 4 4z z,pot  I 2 (399 53,3 6,97 ) 5976 cm I 5150 cm= ⋅ + ⋅ = > =  

    [Usvojeno : 2 NP 28  

    Za nosač i opterećenje na slici:a)  Izvršiti dimenzioniranje nosača kao INP ako je σd=160 N/mm

    2. b)   Naći ugib u tački C Maksvel – Morovom analogijom i provjeriti da li je veći od dozvoljenog

    vdC=1,5 mm.

    c)  Eventualno izvršiti dimenzioniranje na ugib.

    RJEŠENJE

    a) 

    ZADATAK br. 2

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    11/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    11 

    max

    63 3 3

    z,pot

    3z

    4z

    Dimenzioniranje

      M 25,6 kNm

    25,6 10  W 160 10 mm 160 cm

    160

    iz tablica usvajamo INP 18 sa: W 161 cm

      I 1450 cm

     

    =

    ⋅= = ⋅ =

    =

    =2  A 27,9 cm

     b) Sada tražimo ugib u tački C na fiktivnom nosaču:

    =

     

    3C A 1 2

    CC

    12C

    C d5 4

    CC d

    C

    z

      M R 2,0 Q 1,0 Q 0,66 55,9 kNm  EIV M

    M 55,9 10  v 19,67 mm V 15 mm

    EI 2,0 10 1450 10

    Iz ovoga slijedi da je mjerodavno dimenzioniranje na ugib:

    Mc) v V

    EI

    M

      I E V

    = ⋅ − ⋅ − ⋅ =

    = −

    ⋅= − = − = − > =

    ⋅ ⋅ ⋅

    = ≤

    = ⋅

    124 4 4

    5d

    3z

    4z

    55,9 10

    1863 10 mm 1863 cm2,0 10 15

    iz tablica usvajamo INP 20 sa: W 214 cm

      I 2140 cm

     

    = = ⋅ =⋅ ⋅

    =

    =2  A 33,5 cm=

     

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    12/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    12 

    Za nosač  i opterećenje na slici odrediti ugao zaokreta i ugib na kraju prepusta Maksvel – Morovomanalogijom.

    RJEŠENJE

    ZADATAK br. 3

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    13/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    13 

    C C 3C 4 4

    C C 3 oC 4 4

    M M 260 114 374  v 4,34 10 m 4,34 mm

    EI 8,6 10 8,6 10T T 150 57 207

      2,407 10 rad 8,275EI 8,6 10 8,6 10

    + − −= − = − = = ⋅ =

    ⋅ ⋅ + − − −

    ϕ = = = = − ⋅ = −⋅ ⋅

     

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    14/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    14 

    Odrediti ugao zaokreta i ugib presjeka na kraju prepusta kao i ugib presjeka na sredini rasponaMaksvel – Morovom grafo – analitičkom metodom.

    B

    A 2 1

    A

    B

    B 1 2

    B

    (C) (C)(z )C Cz

    x x x

    RJEŠENJE

      M 0

      R 6 P 4 P 2 q 2 1 0

      R 20 kN

      M 0

      R 6 P 4 P 2 q 2 7 0

      R 50 kN

    M M T  q v

    EI EI EI

      =

    ⋅ − ⋅ − ⋅ + ⋅ ⋅ =

    =

      =

    ⋅ − ⋅ − ⋅ − ⋅ ⋅ =

    =

    = = − ϕ = −

     

    ZADATAK br. 4

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    15/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    15 

    21

    22

    23

    24

    25

    Ax(z)

    B 2 3 4 5

    2B

    x(

    1  2 20 13,3 kNm

    21

      0, 67 20 6, 7 kNm21

      1, 33 40 26, 6 kNm2

      2 40 80 kNm

    1  40 2 40 kNm

    2

    M 0

    1 1 2  R 6 (6 0,67) (4 1,33) 3 2 0

    3 3 3

      R 62,2 kNm

    M

    Φ = ⋅ ⋅ =

    Φ = ⋅ ⋅ =

    Φ = ⋅ ⋅ =

    Φ = ⋅ =

    Φ = ⋅ ⋅ =

      =

    ⋅ + Φ ⋅ − ⋅ − Φ ⋅ + ⋅ − Φ ⋅ − Φ ⋅ ⋅ =

    =

    B

    z)

    2A

    2C B 1

    CC

    x

    6 9 2 2x

    oC

    2C B 1

    CC

    x

    0

      R 77,8 kNm

      R R 62,2 13,3 48,90 kNm

    R  

    EI

      EI 2,0 10 2140 4,28 10 daNcm 4280 kNm

    48,90  0,0114 rad 0,64280

    3  M R 2 2 101,4 kNm

    4

    M 101,4  v

    EI 42

    =

    =

    = − Φ = − =

    ϕ = −

    = ⋅ ⋅ = ⋅ =

    ϕ = = =

    = − ⋅ + Φ ⋅ ⋅ = −

    −= − = −

    24K A 5

    K K 

    x

    0,024 m 2,4 cm80

    1  M R 3 (1 2) 0,5 146,6 kNm

    3 2

    M 146,6  v 0,034 m 3,4 cmEI 4280

    = =

    Φ= ⋅ − Φ ⋅ + ⋅ − ⋅ =

    = − = − = − = −  

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    16/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    16 

    Za nosač prikazan na slici Maksvel – Morovom analogijom odrediti ugib i nagib u tački D.

    RJEŠENJE  

    Ugib i nagib u posmatranom presjeku stvarnog nosača je jednak fiktivnom momentu odnosno fiktivnoj

    transverzalnoj sili na fiktivnom nosaču koji je opterećen fiktivnim opterećenjem.

      q x

    x

    M  tj. v M T

    EI Na sljedećoj slici prikazan je fiktivni nosač opterećen odgovarajućim fiktivnim opterećenjem q, pri

    čemu granični uslovi po silama na fiktivnom nosaču odgovaraju graničnim uslo

    = = ϕ =

    vima po pomjeranjima

    na stvarnom nosaču.

     

    20 1

    20 2

    20 3

    Veličine fiktivnih sila su:

    1  EI 45 4,5 101,25 kNm

    21

      EI 30 3,0 45,00 kNm22

      EI 22,5 3,0 45,00 kNm3

    Φ = ⋅ ⋅ =

    Φ = ⋅ ⋅ =

    Φ = ⋅ ⋅ =

     

    ZADATAK br. 5

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    17/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    17 

    20 4

    C

    20

    2D0

    D0

    1  EI 30 1,5 22,5 kNm

    2

    Iz uslova M 0 dobijamo vrijednost fiktivne reakcije B :

      EI B 195 tm

    Fiktivne presječne sile u tački D su:

      EI T 101,25 195 45,0 45,0 22,5 71,25 kNm

      EI M 101,25

    Φ = ⋅ ⋅ =

    =

    =

    = − − + + = −

    = 3

    3DD 4

    0

    DD

    0

    7,5 195 4,5 45,0 3 45,0 2,5 22,5 1,0 118,13 kNm

    Konačne vrijednosti ugiba i nagiba u tački D su:

    118,13 118,13  v M 2,363 10 m 0,002363 m 2,363 mm

    EI 5 10

    71,25 7  T

    EI

    ⋅ − ⋅ − ⋅ + ⋅ + ⋅ = −

    −= − = − = = ⋅ = =

    −ϕ = − = − =

    34

    1,251, 425 10 rad

    5 10

    −= ⋅

    ⋅  

    Za zadani nosač i opterećenje prema slici potrebno je grafoanalitičkom metodom odrediti

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    18/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    18 

    B

    2

    C

    C D

    D C

    M 0

    a  q R a

    2  R 10 kN R  

      M R b 10 3 30 kNm

      =

    ⋅ = ⋅

    = =

    = ⋅ = ⋅ =

     

    1

    2

    3

    1 20 40  23 EI 3EI1 20 20

      22 EI EI1 10 15

      32 EI EI

    Φ = ⋅ ⋅ =

    Φ = ⋅ ⋅ =

    Φ = ⋅ ⋅ =

     

    C

    B2 3

    B

    B

    M 02 2

      2 3 R 23 3

    20 4 15  2 R 2

    EI 3 EI85

      R 3EI

      =

    Φ ⋅ ⋅ + Φ ⋅ ⋅ = ⋅

    ⋅ + ⋅ = ⋅

    =

     

    B BB 3 4

    B

    A

    A B 1

    A

    A

    AA 3 4

    85 85T R 

    3EI 3 30500 10 4,5 10

    0,00206 rad

    M 0

    3M R 2 2

    485 40 3

    M 2 23EI 3EI 4230

    M3EI

    230 230w M 0,00559 m3EI 3 30500 10 4,5 10

    ϕ = = − = − = −⋅ ⋅ ⋅ ⋅

    ϕ = −

      =

    = ⋅ + Φ ⋅ ⋅

    = ⋅ + ⋅ ⋅

    =

    = = = =⋅ ⋅ ⋅ ⋅

     

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    19/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    19 

    Za nosač promjenjivog poprečnog presjeka potrebno je grafoanalitičkim postupkom odrediti:a)  Vertikalni pomak tačke C.

     b)  Ugao zaokreta presjeka A.Moment površine drugog reda nosača na dijelu DE triput je veći nego na dijelu nosača AD.

    a=3,0 m b=2,0 m c=6,0 m F=30 kN q=20 kN/m

    RJEŠENJE  

    ( )

    D

    2 3 1

    2

    M 0

    1 2 1  6 6 6 3 B 9 0

    3 3 3

    1  B 270 2 90 4 45 7

    9

      B 15 kNm

      =

    − Φ ⋅ ⋅ + Φ ⋅ ⋅ + Φ ⋅ + ⋅ − ⋅ =

    = ⋅ − ⋅ + ⋅ + ⋅

    =

     

    ZADATAK br. 7

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    20/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    20 

    Zadatak se može riješiti i koristeći princip superpozicije.

    a) samo F 30 kN= 

    ( )

    D

    F2 1

    F

    2F

    3C,F F 1

    3

    C,FC,F

    M 0

    2 1  6 6 3 B 9

    3 3

    1  120 4 90 7 B

    9

      B 150 kNm

    1  M B 3 3 150 3 90 360 kNm

    3

    M 360 kNm  wEI EI

      =

    Φ ⋅ ⋅ + Φ ⋅ + ⋅ = ⋅

    ⋅ ⋅ + ⋅ =

    =

    = ⋅ − Φ ⋅ ⋅ = ⋅ − =

    = =

     

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    21/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    21 

    2F F

    2A F

    A,F

      A B 150 kNm

    T A 150 kNm 

    EI EI EI

    = =

    ϕ = = = 

     b) samo q 20 kN / m=  

    ( )

    D

    q3

    2q

    3C,q q5

    3C,q

    C,q

    2q q

    2A q

    A,q

    C C,F C,q

    M 0

    1  6 3 B 9

    3

      B 135 kNm

    1  M 3 B 3 45 135 3 360 kNm

    3

    M 360 kNm

      w EI EI

      A B 135 kNm

    T A 135 kNm 

    EI EI EI

    konačan rezultat: w w w 0

     

      =

    Φ ⋅ ⋅ + = ⋅

    =

    = Φ ⋅ ⋅ − ⋅ = − ⋅ = −

    = =

    = =

    − −ϕ = = =

    = + =

    2

    A A,F A,q

    15 kNm 

    EIϕ = ϕ + ϕ =  

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    22/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    22 

     Nosač zadatog poprečnog presjeka opterećen je kontinualnim opterećenjem.a)  Odrediti maksimalnu dopuštenu vrijednost opterećenja q ako je σd,pr =120 N/mm

    2, a σd,z=120 N/mm2.

     b)  Za tako određeno opterećenje izračunati ugib presjeka M (udaljenog 3 m od oslonca B) ako jeE=2,1⋅105 N/mm2.

    RJEŠENJE

    a) 

    ZADATAK br. 8

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    23/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    23 

    2 2 4z

    3g

    d 3x

      I 148 32,2 13,53 2 (1860 45,7 4,76 ) 11833 cm

    11833  W 761 cm

    15,54

    11833  W 989 cm

    11,96dimenzioniranje

    oslonac A tač

    = + ⋅ + ⋅ + ⋅ =

    = =

    = =

    ka C

      ZATEZANJE: q 41,986 N / mm ZATEZANJE: q 77,76 N / mm

      PRITISAK: q 40,92 N / mm PRITISAK: q 41,41 N / mm

      UKUPNO DOZVOLJENO OPTEREĆEN

    = =

    = =

    JE:

      q 40,92 N / mm=

     

     b)

    M1 M2M

    12

    M 5 4

    M

    M M  v

    EI

    ( 130,94 317,3) 10  v 7,499 mm

    2,1 10 11833 10

      v 7,499 mm

    +=

    − − + ⋅= = −

    ⋅ ⋅ ⋅

    = −

     

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    24/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    24 

    Primjenom metode jediničnog opterećenja (Vereščagin) potrebno je odrediti horizontalni i vertikalni pomak tačke C.E=2⋅105 MpaI=400 cm4 l=5,0 m a=2,0 m

    RJEŠENJE

    Kako bi dobili vertikalni pomak tačke C postavljamo jediničnu vertikalnu silu V u tačku C u smjeru

    traženog pomaka.

     

    Kako bi dobili horizontalni pomak tačke C postavljamo jediničnu horizontalnu silu H u tačku

    C u smjeru traženog pomaka. 

    2 2H VRezultantni pomak tačke C: 0,2109 mδ = δ + δ =  

    ZADATAK br. 9

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    25/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    25 

    Po kakvoj krivoj treba prethodno saviti gredu AB koja slobodno leži na dva oslonca da bi pri pomjeranju po njoj sile F, njena napadna tačka ostala za sve vrijeme na nivou oslonaca AB.

    RJEŠENJE

    Ovaj zadatak riješit ćemo tako što ćemo gredu AB postaviti u horizontalan položaj, opteretiti je silom F

    na rastojanju x od oslonca A i nacrtati dijagram momenata. Zatim gredu opteretiti generalisanom silom

    F=1 na rastojanju x od oslonca A i riješiti Maksvel-Morov integral (odrediti ugib na mjestu djelovanja

    sile F u funkciji x). Na taj način ćemo dobiti krivu po kojoj bi prethodno trebalo saviti gredu da bi onanakon opterećenjasilom F na bilo kom mjestu uijek bila u horizontalnom položaju.

     

    1

    22 2

    1

    1 F (l x) x 2 (l x) F (l x) l x 2 (l x)v x x x x

    EI l 2 3 l l 2 3 l

    F xv (x 2 l x l )

    3EI l

    ⋅ − − ⋅ − − − = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅

    ⋅= ⋅ − ⋅ ⋅ +

     

    ZADATAK br.10

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    26/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    26 

    Za nosač i opterećenje na slici primjenom pravila Vereščagina odrediti igib i ugao nagiba u tački C.

    RJEŠENJE

    ZADATAK br.11

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    27/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    27 

    C 4

    4

    C4

    1 2 37,5 3 1 37,5 3 2 80 2 2 80 6 2  v 67,5 6 1 2 2 2 2

    3 2 3 2 3 2 3 2 38,6 10

    808,10  0, 009 m 9 mm

    8,6 10

    1 2 37,5 3 80 6 2 80 2  67,5 6 0,5 2 0,5 1 1

    3 2 2 3 28,6 10431,

     

    ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = − ⋅ − ⋅ ⋅ ⋅ − ⋅ ⋅ − ⋅ ⋅ − ⋅ ⋅ − ⋅ ⋅ ⋅  

    = = =⋅

    ⋅ ⋅ ⋅ ϕ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅ + ⋅ =

    ⋅  

    =4

    250,005 rad

    8,6 10  =

     

    Odrediti ugib presjeka na sredini grede opterećene prema slici.

    RJEŠENJE  

    2

    B

    2 2 24 4

    B

    1 2 q l l 5 l l l l 2 l l l 1  v 2 M M

    EI 3 8 2 8 4 4 2 2 3 4 2 2 3

    1 5 M l M l 1 5 3 M l  v q l = q lEI 384 24 48 EI 384 48

    ⋅= − ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ − ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ − ⋅ ⋅ ⋅ ⋅

    ⋅ ⋅ ⋅ ⋅= − ⋅ ⋅ ⋅ − − − ⋅ ⋅ ⋅ −

     

    ZADATAK br.11

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    28/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    28 

    ( )

    6 24

    B 5 4

    B

    1 5 3 40 10 4000  v 20 4000

    384 482,1 10 4250 10

      v 7,4696 4,4818 2,9878 m 3 mm 0,3 cm

    ⋅ ⋅ ⋅= − ⋅ ⋅ ⋅ −

    ⋅ ⋅ ⋅

    = − − = − ≈ − ≈ −

     

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    29/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    29 

    3. KOSO SAVIJANJE

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    30/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    30 

    Dimenzionisati drvenu rožnjaču raspona l=3,2m sistema proste grede za položaj i opterećenje dato na

    slici.Odnos širine prema visini presjeka usvojiti 1/2,a dopušteni napon je 2dop 10 N/mmσ = .

    RJEŠENJE  

    x dopz y

    1 1

    34

    z

    34

    y

    6x dop

    4 4

    3 3

    sin cos  M y z

    I I

     b 1 b  za = y b , z , h=2bh 2 2

     b 8b 2  I b

    12 3

    2b b 1  I b

    12 6

    0,866 0,5 b  8 10 b 10,0

    2 1 2 b b3 6

    10392000 12000000  10,0 b b

     

    ϕ ϕσ = ⋅ + ⋅ ≤ σ

      = =

    ⋅= =

    ⋅= =

    σ = ⋅ ⋅ + ⋅ ≤ σ =

    + =

    322392000

      b 13,08 10 mm10

     b=14 cmUSVOJENO:

    h=2b=28 cm

    = = ⋅

     

    ZADATAK br.1

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    31/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    31 

    Dimenzionisati dati nosač  ako je h/b=2 i 2dop 15 N/mmσ = .Za tako dimenzionisan nosač  odrediti

     položaj neutralne ose i u opasnom presjeku ekstremne vrijednosti normalnih napona.

    RJEŠENJE  

    max

    0z max

    0y max

    3 3 .y 4z

    x dop zz y

    0

    x maxz

      M 48 kNm

      M M cos30 0,866 M 41,57 kNm

      M M sin30 0,5 M 24,00 kNm

    MM  bh b 8b  y z h=2b, I 0,666b

    I I 12 12

    cos30  M I

    =

    = ⋅ = ⋅ =

    = ⋅ = ⋅ =

    ⋅σ = ⋅ + ⋅ ≤ σ = = =

    σ = ⋅

    0 3 .4

    dop yy

    6 6

    x . .4 4

    3 3. .

    sin30 hby z I 0,166bI 12

    41,57 10 24,00 10 b  b 15,0

    20,666b 0,166b

    41570000 24000000  b 8957 10 b=20,76 10 mm

    150 0, 66 6 150 0,166 2

    + ⋅ ≤ σ = =

    ⋅ ⋅σ = ⋅ + ⋅ ≤

    = + = ⋅     ⋅⋅ ⋅ ⋅

    4 4z y

     b=22 cmUSVOJENO: I 156 170 cm ; I =39 042 cm

    h=2b=44 cm

     

    =

     

    ZADATAK br.2

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    32/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    32 

    0 0

    z y

    0z

    y

    6 6C Dx x 4 4

    C D 2x x

    Položaj neutralne ose:

    cos30 sin 30  y z 0

    I I

    I  y tg30 z

    I

      y 2,30 z

    41,57 10 24,00 10  220 110

    156170 10 39042 10

      5,9 6,8 12,7 N/mm

     

    ⋅ + ⋅ =

    = − ⋅ ⋅

    = ⋅

    ⋅ ⋅− σ = σ = − ⋅ − ⋅

    ⋅ ⋅

    − σ = σ = − − = −

     

    Za konzolu i opterećenje na slici:a)Izvršiti dimenzioniranje kao INP ako je 2dop 160 N/mmσ = ,a orjentacioni odnos Wz/Wy=8,

     b)Za usvojeni presjek u uklještenju odrediti položaj neutralne ose i nacrtati dijagram normalnognapona.

    RJEŠENJE  

    2

    z,max

    y,max

    ql  M (Fcos 3 ) 27,70 kNm

    2  M Fsin 3 3,00 kNm

    = − α ⋅ + = −

    = − α ⋅ = −

     

    ZADATAK br.3

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    33/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    33 

    ( )

    y,maxz,maxAx x,max dop

    z y

    6 6

    x,maxz y

    A 6 6x x,max

    z

    3z,pot

    z

    MM 

    W W

    27,70 10 3,0 10  160

    W W1

      27,70 10 8 3,0 10 160W

      W 323,125 cm

    Iz tablica: ODGOVARA INP 24 : I 4250 c

    σ = σ = + ≤ σ

    ⋅ ⋅σ = + ≤

    σ = σ = ⋅ + ⋅ ⋅ ≤

    =

    = 4 4y4 4

    z y

    6 6

    x,max 3 3

    2 2x,max dop

    m ; I 221cm

    W 354 cm ; W 41,7 cm

    27,70 10 3,0 10 

    354 10 41,7 10

      79,0 72,0 151,0 N/mm 160 N/mm

    P

    =

    = =

    ⋅ ⋅σ = +

    ⋅ ⋅

    σ = + = < σ =

    x

    yz

    y z

    oložaj neutralne ose dobije se kada se izraz za izjednači sa nulom,tj.

    MI  y z

    I M

      y tg z tg 2,08 64 ,35

      y=2,08 z

    σ

    = − ⋅ ⋅

    = ϕ ⋅ ϕ =     ϕ =

     

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    34/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    34 

    Za gredu i opterećenje na slici,odrediti:a)Apsolutnu(max)vrijednost normalnog napona,

     b)Položaj neutralne ose u opasnom presjeku grede.

    RJEŠENJE

    44

    z y

    yz

    x z y

    Max.vrijednost normalnog napona na gredi javit će se u tački C ili u tački D. U daljim razmatranjima

    uzet ćemo tačku D kao mjerodavnu.

    d  d 20 cm ; r= 10 cm

    2

    r   I I 7854 cm

    4MM

      y zI I

    = =

    π= = =

    σ = ⋅ + ⋅ x  ... iz 0 dobivamo položaj neutralne ose

    σ =

     

    ZADATAK br.4

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    35/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    35 

    z y

    6 6

    4 4

      y=r sin ; z=r cos

      M 6,24 kNm ; M 1,8 kNm

    6,24 10 1,8 10

      100 sin 100 cos 07854 10 7854 10  7,94 sin 2,29 cos

      tg 0,2884 =16 ,09 =90 73 ,91

      y=r 

    ⋅ ϕ ⋅ ϕ

    = =

    ⋅ ⋅

    − ⋅ ⋅ ϕ + ⋅ ⋅ ϕ =⋅ ⋅⋅ ϕ = ⋅ ϕ

    ϕ =     ϕ α − ϕ =

    yzmax

    z y

    6 6

    max 4 4

    2max

    sin ; z=r cos

    MM  y z

    I I

    6,24 10 1,8 10  100 0,961 100 0,277

    7854 10 7854 10

      8,26 N/mm

    α ⋅ α

    σ = ⋅ + ⋅

    ⋅ ⋅σ = ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅

    ⋅ ⋅

    σ = 

    Odrediti tačke presjeka u kojima se javljaju ekstremna naprezanja i njihove vrijednosti.

    F=10 kN

    l=5 ma=20 cm=0,2 m

    2 2

    2 2

    T 2

    2 2

    T 2

    RJEŠENJE

      A 2a a a 3a

    aa 2a a 52  y a

    63aa 3

    a 2a a 72 2  z a63a

    = ⋅ + =

    + ⋅= =

    +

    = =

     

    ZADATAK br.5

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    36/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    36 

    ( )

    2 23 32 2 4 4

    y

    32 232 2 4 4

    z

    2yz

    a a a 7 2a a 3 7 11  I a a 2a a a a 146 666 cm

    12 2 6 12 2 6 12

    2a aa a a 5 5 11  I a a 2a a a a 146 666 cm

    12 2 6 12 6 12

    a 7  I 0 a a2 6

    ⋅ ⋅ = + ⋅ − + + ⋅ − = =

      ⋅⋅   = + ⋅ − + + ⋅ − = =

     

    = + −

    ( )

    2 4

    4 4

    yz

    4 4y z

    1,2 y z

    a 5 3 7 5 1a 0 2a a a a a a2 6 2 6 6 3

    Glavne osi momenata površine drugog reda:

    1 12 a 2 a2I 3 3  tg2 = 2 90 45

    11 11I I 0a a12 12

    1 1  I I I

    2

    − + + − − =

    ⋅ ⋅α − = − = − = ∞     α =     α =

    − −

    = + ±

    ( ) ( )2 2 4 4 4

    y z yz

    4 41

    4 42

    yz

    1 11 1 1 11 1I I 4 I 2 a 2 a a

    2 2 12 2 3 12 3

    5  I a 200 000 cm4

    7  I a 93 333 cm

    12  I 0

    − + = ⋅ ⋅ ± ⋅ ⋅ = ±

    = =

    = =

    =  

    4

    1

    42

    B B B 34 41 2

    Položaj neutralne ose:

    5aI 154  tg tg tg45 2,14286 65

    7I 7a12

    Ekstremna naprezanja su u tačkama B i D:

    2acos 45 sin 45 2 2a Fl 46  M z y Fl

    5 7I I 2 5aa a4 12

    ϕ = − α = − = − = −     ϕ = −

      − σ = + = + = − +

    3

    3 3

    B

    3

    D D D 3 3 34 41 2

    D

    2 18 Fl 18 10 10 5

    7 35 35a 0,2

      3,21 MPa

    2acos 45 sin 45 2 2a Fl 4 2 38 Fl 38 10 10 56  M z y Fl

    5 7I I 2 5 7 35 35a a 0,2a a4 12

      6,78 MPa

    ⋅ ⋅ = − = −

    σ = −

      ⋅ ⋅ σ = + = + = + = =    

    σ =

     

    B

    B

    D

    B

    7 5 7 2 5 2  z a cos 45 a sin 45 a a 2a

    6 6 6 2 6 2

    5 7 5 2 7 2 2  y a cos 45 a sin 45 a a a

    6 6 6 2 6 2 6

    5 7 5 2 7 2  z a cos 45 a sin 45 a a 2a

    6 6 6 2 6 2

    7 5 7 2 5 2 2  y a cos 45 a sin 45 a a a

    6 6 6 2 6 2 6

    − − − −= + = + = −

    − − −= − = + =

    = + = + =

    = − = − =

     

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    37/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    37 

    Za nosač  i opterećenje prema slici potrebno je odrediti maksimalna normalna naprezanja i položajneutralne osi, te skicirati dijagram normalnih naprezanja. Dimenzije poprečnog presjeka zadane su umilimetrima.

    RJEŠENJE  

    o

    y

    y

    (F cos ) l 60 cos50 4M

    4 4M 38,57 kNm

    ⋅ α ⋅ ⋅ ⋅= =

    =

     

    o

    z

    z

    (F sin ) l 60 sin50 4M

    4 4M 45,96 kNm

    ⋅ α ⋅ ⋅ ⋅= =

    =

     

    ZADATAK br. 6

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    38/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    38 

    3 36 4

    y

    3 36 4

    z

    6 4y o o

    6 4z

    160 100 80 60  I 11,8933 10 mm

    12 12

    100 160 60 80  I 31,5733 10 mm

    12 12

    Položaj neutralne osi:I 11,8933 10 mm

      tg tg tg50 24,18I 31,5733 10 mm

    ⋅ ⋅= − = ⋅

    ⋅ ⋅= − = ⋅

    ⋅ϕ = − ⋅ α = − ⋅   ϕ = −

     

    6 6y z

    max max max 6 4 6 4min y z

    maxmin

    2x,max

    2x,min

    M M 38,57 10 Nmm 45,96 10 Nmm  z y 50 mm 80 mm

    I I 11,8933 10 mm 31,5733 10 mm

      (162,15 116,45)

      278,6 N/mm

    278,6 N/mm

      ⋅ ⋅σ = ± ⋅ + ⋅ = ± ⋅ + ⋅     ⋅ ⋅

    σ = ± +

    σ =

    σ = −

     

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    39/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    39 

    Izvršiti dimenzioniranje nosača prikazanog na slici ako je σd=160 N/mm2. U tački C

    nacrtati dijagram normalnog napona u odnosu na neutralnu osu.

    RJEŠENJE  

    ZADATAK br. 7

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    40/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    40 

    3 32 2 2 2 4

    z

    3 32 2 2 2 4

    y

    2 2 4zy

    1,2

    t 27t t 4t  I 4t (0,857t) 3t (1,143t) 9,44 t

    12 12

    t 64t t 3t  I 4t (0,643t) 3t (0,857t) 9,44 t

    12 12

      I 4t 0,857t 0,643t 3t 0,85t 1,143t 5,143 t

    9,44 9,44 9,44 9,44  I

    2

    ⋅ ⋅= + + ⋅ + ⋅ =

    ⋅ ⋅= + + ⋅ + ⋅ =

    = − ⋅ ⋅ − ⋅ ⋅ = −

    + −= ±

    ( )

    22 4

    41,2

    41

    42

    zy

    z y

    max

    1,max

    2,

    ( 5,143) t2

      I 9,44 5,143 t

      I 14,583 t

      I 4,297 t

    2 I  tg2

    I I

      2 90 45

    Dimenzioniranje

      M 40 kNm

      M 40 cos 45 28,28 kNm

      M

    + − ⋅

    = ± ⋅

    =

    =

    ⋅ϕ = = −∞

    ϕ = − ϕ = −

    =

    = ⋅ =

    max

    1 2x,max

    1 2

    1 2

    2 1

    6 6

    x,max 4 4

    40 sin 45 28, 28 kNm

     

    M M(2) (1) 0 položaj neutralne ose

    I I

    M I  (1) (2) 0,295 (2)

    M I  16 43

    28,28 10 28,28 10  (2) (1) 160

    14,583 t 4,297 t

      '1' 2,643t sin 0

    = ⋅ =

    σ = ⋅ + ⋅ = −

    = − ⋅ ⋅ = − ⋅

    α = −

    ⋅ ⋅σ = ⋅ + ⋅ ≤

    = ⋅ ϕ −

    6 6

    x,max 4 4

    63

    1 2x,max

    1

    ,357t cos 1,617t

      '2 ' 2,643t cos 0,357t sin 2,121t

    28,28 10 28,28 10

      2,121t 1,617t 16014,583 t 4,297 t

    14,755 10  t t 45,18 mm

    160

      USVOJENO: t 46 mm

    M M  (2)

    I

    ⋅ ϕ =

    = ⋅ ϕ + ⋅ ϕ =

    ⋅ ⋅

    σ = ⋅ + ⋅ ≤

    ⋅=     =

    =

    σ = ± ⋅ ± d2

    6A 2x 4

    6 6B 2x 4 4

    (1)I

    28,28 10  1, 919 46 129, 75 N/mm

    4,297 36

    28,28 10 28,28 10  2,121 46 1,617 46 151,58 N/mm

    14,583 46 4,297 36

    ⋅ ≤ σ

    ⋅σ = − ⋅ ⋅ = −

    ⋅ ⋅σ = ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅ =

    ⋅ ⋅

     

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    41/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    41 

    Greda trouglastog poprečnog presjeka na slici izložena je savijanju momentom M=1,2 kNm u ravnikoja je paralelna strani A-B grede.Odrediti položaj neutralne ose i napon u tjemenima trougla.Odrediti

    takođe najveći intenzitet momenta M pri savijanju grede u vertikalnoj ravni,ako je 2dop 10 N/mmσ =  .

    ZADATAK br.8

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    42/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    42 

    yzx x

    z y

    y yz z

    z y z y

    3 34

    z

    3 3

    y

    RJEŠENJE

    MM  y z iz 0 dobivamo položaj neutralne ose

    I I

    M MM I

      y z =0 y= z - jednačina neutralne oseI I M I

     bh 12 15  I 1125 cm

    36 36

     b h 12 15  I 540

    48 48

    σ = ⋅ + ⋅ σ =

    ⋅ + ⋅     − ⋅ ⋅

    ⋅= = =

    ⋅= = = 4

    z

    y

    cm

    6  tg 0,4 = 21 ,80141

    15

      M Mcos 1,114 kNm  M Msin 0,4457 kNm

    0,4457 1125  y= z y=0,8336 z tg =0,8336 =39 ,81

    1,114 540

    α = =     α −

    = α == α = −

    −− ⋅ ⋅     ⋅ ϕ     ϕ

     

    6A 2zx 4

    z

    6 6yB 2z

    x 4 4y z

    yC zx

    z y

    2x

    M 1,114 10  y 100 9,9 N/mm

    I 1125 10

    M M 0,4457 10 1,114 10  z y 60 50 9,9 N/mm

    I I 540 10 1125 10

    MM  y z 0

    I I

    Dijagram normalnog napona N/mm prikazan je na slje

    ⋅σ = = ⋅ =

    ⋅ ⋅σ = − − = − ⋅ − ⋅ = −

    ⋅ ⋅

    σ = − + =

    σ dećoj slici:

     

    2dop z

    4dop zA 6z

    x A dop zz A

    z

      10 N/mm , M ?

    IM 10 1125 10  y M 1,125 10 Nmm=1,125 kNm

    I y 100

    M M 1,125 kNm

    σ = =

    σ ⋅   ⋅ ⋅σ = ≤ σ     = = = ⋅

    = =

     

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    43/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    43 

    4. DIFERENCIJALNA JEDNAČINA ELASTIČNE LINIJE

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    44/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    44 

     Napisati jednačinu elastične linije za dati nosač:

    2x

    2x

    B

    2 2

    x1

    x2

    RJEŠENJE

    M (z)d v  dif.jedn.elastične linije

    EIdz

    POLJE A-1 0 z l/2

    l 3  M 0 A l-q l 0

    2 43

      A= ql8

    qz 3 qz  M (z) A z qlz

    2 8 2POLJE 1-B l/2 z l

      M (z) A z

    = − →

    ≤ ≤

    Σ =     ⋅ ⋅ ⋅ =

    = ⋅ − = −

    ≤ ≤

    = ⋅ −2

    2 21

    x x12

    2 31

    x 1

    3 4

    x 1 1 2

    ql l 3 ql l(z ) qlz (z )

    2 4 8 2 4

      0 z l/2

    d v 3 qz

      EI M (z) qlz8 2dz

    dv 3 z qz  EI ql C

    dz 8 2 6

    3 z qz  EI v ql C z C

    8 6 24

      l/

    − = − − −

    ≤ ≤

    = − = − −

    = − − +

    = − − + +

    22

    x x22

    2 2 22x 3

    23 3 2

    x 2 3 4

    1 2 3 4

    2 z l

    d v 3 ql l  EI M (z) qlz (z )

    8 2 4dz

    dv 3 z ql z ql  EI ql z Cdz 8 2 2 2 8

    3 ql ql  EI v qlz z z C z C

    48 12 16

    Integracione konstante C ,C ,C ,C odredit ćemo iz početnih u

    ≤ ≤

    = − = − − −

    = − − + +

    = − − + + +

    1 2

    1 2

    slova,a oni su:

    l  1) za x= v v

    2l

      2) za x= v ' v '2

    =

    ZADATAK br.1

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    45/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    45 

    1

    2

    3 4 3 2 2

    1 2 3 4

    2 3 3 2 2

    1 3

    2

      3) za x=0 v 0

    4) za x=l v 0

    3 l ql l 1 l ql l l  1) ql C C ql C C

    8 48 24 16 2 48 8 16 4 2

    3 l ql 3 l ql l ql l  2) ql C ql C

    8 8 48 8 8 2 8 8 2

      3)C 0

      4)

    =

    =

    − ⋅ − + ⋅ + = − − ⋅ + ⋅ + ⋅ +

    − ⋅ − + = − ⋅ − ⋅ + ⋅ +

    =

    23 2

    3 4

    3 31 3

    4

    2 4

    1 qlql l l C l C

    48 16

    Kada jedn. 1 do 4 rješimo dobijemo:

    9 17  C ql C ql

    384 384

    ql  C 0 C384

    Kada ovo uvrstimo u jednačine elastične linije dobijemo:

     

    − − ⋅ + ⋅ + ⋅ +

    = =

    = = −

    43 3

    1x x

    2 43 2 3

    2x x

    1 ql qz 1 9  v z ql z

    EI 16 24 EI 384

    1 1 ql 1 17 ql  v qlz z ql z

    EI 48 16 EI 384 384

    = − ⋅ − + ⋅

    = − − ⋅ + + −

     

    Za nosač i opterećenje na slici:a)   Napisati i odrediti jednačinu elastične linije,

     b)  U tački A odrediti ugao nagiba,c)  Odrediti ugib u tački B.

    RJEŠENJE

    a)  

    ZADATAK br.2

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    46/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    46 

    ( )

    22

    z A

    22

    2

    2 31

    .3 4

    I 1 2

    z A

    z

    I POLJE 0 x 2,5

    qxa) M R x 38,40x 5x

    2

    d v  EI =- 38,40x-5x

    dx

    dv 5  EI =19,20x x +Cdx 3

      EIv =6,4x -0,416x +C x+C

    II POLJE 2,5 x 5,5

      M =R x-q 2,5(x-1,25)-P(x-2,5)

      M =38,40x-25x

    ≤ ≤

    = ⋅ − = −

    ≤ ≤

    ⋅ ⋅

    ( )2

    2

    2

    3

    3 23 2

    II 3 4 3 4

    I

    +31,25-35x+87,5=-21,6x+118,75

    d v  EI =- -21,6x+118,75 =-21,6x+118,75

    dx

    dv -21,6x

      EI = +118,75x+Cdx 2

    -21,6x 118,75x  EIv = + +C x+C =-3,6x +59,375x +C x+C

    6 2KONTURNI USLOVI:

      1) za x=0 v

    I II

    I II

    II

    0

      2) za x=2,5 v v

      3) za x=2,5 v ' v '

      4) za x=5,5 v 0

    =

    =

    =

    =

     

    2

    3 4 3 21 3 4

    2 3 21 3

    3 23 4

    2

    1 3

      1)C 0  2) 6,4 2,5 0,416 2,5 C 2,5 3,6 2,5 59,375 2,5 C 2,5 C

      3) 19,20 2,5 1,66 2,5 C 10,8 2,5 118,75 2,5 C

      4)3,6 5,5 59,375 5,5 C 5,5 C 0

      1) C 0

      2)2,5C 2,5C

    =− ⋅ + ⋅ + ⋅ = ⋅ − ⋅ + ⋅ +

    − ⋅ + ⋅ + = ⋅ − ⋅ +

    ⋅ − ⋅ + ⋅ + =

    =

    − − 4

    1 3

    3 4

    1 3

    4 3

    3 3 3

    3 3

    C 231,10

      3)C C 135,00

      4)5,5C C 1197,15

    3)C C 135  sada ovo uvrstimo u jedn.br.2)

    4)C 5,5C 1197,15

      2,5(C 135) 2,5C 5,5C 1197,15 231,10

      5,5C 1303,55 C 237

      iz

    = −

    − = −

    + =

    = −  

    = − +

    − − + − = −

    =     = −

    1 43.) C = 102 iz4.) C 106,35− =  

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    47/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    47 

    .3 4

    I

    3 2II

    I POLJE

    EIv 6,4x -0,416x 102x

    II POLJE

      EIv =-3,6x +59,375x 237x+106,35

    = −

     

    3A 4

    .3 4

    I

    I

    3B 4

     b) Ugao nagiba u tačci A:

    dv  EI 102

    dx102

      2,08 10 rad5 10

    c) Ugib u tačci B:

      EIv 6,4 2,5 -0,416 2,5 102 2,5

      EIv 100 16,276 255 171,276

    171,276  v 3,425 10 m 0,34

    5 10

    =

    ϕ = = ⋅⋅

    = ⋅ ⋅ − ⋅

    = − − = −

    = − = − ⋅ = −⋅

    2 cm 3,42 mm= −

     

    Za gredu konstantne krutosti opterećenu prema slici,integracijom diferencijalne jednačine elastičnelinije,odrediti vrijednost max ugiba i nagiba.

    RJEŠENJE  

    0

    22

    x 0

    Intenzitet opterećenja na proizvoljnom rastojanju z od oslonca A je:

    z  q(z)= q (1)

    la vrijednost momenta savijanja je:

    1 z z  m (z) q l 1 (2)

    6 l l

    Uvrštavanjem ovog izr 

    = ⋅ −

    aza u jednačinu elastične linije,dobijamo:

     

    ZADATAK br.3

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    48/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    48 

    2'' x

    2x

    2'' 2

    x 0

    2 2

    ' 3x x 0 1

    3 24

    x 0 1 2

    m (z)d v  v

    EIdz

    1 z z  EI v q l 1

    6 l l

    1 z 1 z  EI v EI q l 1 C12 l 2 l

    1 z 3 z  EI v q l 1 C z C

    36 l 10 l

    Integracione konstante C

    = = −

    = − ⋅ −

    = ϕ = − − +

    = − − + +

    1 2

    32 1 0

    2 430

    x

    x

     i C odredit ćemo iz graničnih uslova:

    v(0)=0 7  C 0 ; C q l

     v(l)=0 360

    Unošenjem ovih vrijednosti u izraze za i v,dobijamo:

    q l z z  EI (z) 7 30 15

    360 l l

      EI v

      = =

    ϕ

    ϕ = − +

    2 44

    0

    2 4

    x

    2

    1

    q l z z z(z) 7 10 3

    360 l l l

    Max. ugib javit će se tamo gdje je nagib jednak nuli tj:

    z z  EI (z) 0 ili 7-30 15 0

    l l

    rješenjem se dobije:

    z  1,730

    l

    = − +

    ϕ = + =

    =

    2

    2

    42 40

    maxx

    z3 ; 0,2697

    l

    zPošto je,0 < < 1,moguće je samo drugo rješenje tj:

    l

    z  0,2697 0,5193

    l

    Vrijednost max. ugiba iznosi:

    q l  v v(0,5193 l)= 0,5193(7 10 0,5193 3 0,5193 )

    360EI

     

    =

    = =

    = ⋅ − ⋅ + ⋅

    40

    maxx

    30

    maxx

    30

    maxx

    q l  v 0,00652

    EI

    Max. nagib javit će se kod desnog oslonca tj:

    q l  (l) (7 30 15)

    360EI

    q l 

    45EI

    =

    ϕ = ϕ = − +

    ϕ = −

     

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    49/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    49 

    Čelična greda poprečnog presjeka INP profila,raspona l=6m,opterećena je kontinuiranim teretom q(x)koji je raspodijeljen po zakonu trougla(kao na slici).Najveći intenzitet q0=60 kn/m'.Izabrati poprečni

     presjek grede ako jesdop=160 N/mm2 i naći max. ugib kao i mjesto na kom se on nalazi.

    RJEŠENJE

    max

    2dop

    max max maxx dop z,pot

    z dop

    63 3

    z,pot

    2

    Dimenzioniranje

      M 138,56 kNm

      160 N/mm

    M M  = W

    W

    138,56 10  W 866 10 mm

    160

      ODGOVARA: INP 34 sa A=86,8 cm

     

    =

    σ =

    σ ≤ σ     =σ

    ⋅= = ⋅

    3z

    4z

    2z(x)

    2

    z

      W 923 cm

      I 15 700 cm

    Traženje ugiba :

    Md v 

    EIdx

    =

    =

    = −

     

    ZADATAK br.4

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    50/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    50 

    32

    2z

    23

    2

    z2 4

    1z

    3 5

    1 2z

    1 2

    2

    560x xd v 3 

    EIdx

    d v 1 5  60x x

    EI 3dx

    dv 1 60x 5x  C

    dx EI 2 12

    1 60x 5x  v C x C

    EI 6 60

    Konstante C i C određujemo iz graničnih uslova:

      za x=0 v=0 C 0

     

    −= −

    = − −

    = − − +

    = − − + +

      =5

    3

    1

    4 42 2

    1

    5 43 2

    z

    42 4 2

    z

    l za x=l v=0 10 l C l 0

    12l l

      C 10 l 10 l12 12

    1 x l  v 10x 10 l x

    EI 12 12

    1 5 l  v ' 30x x 10 l

    EI 12 12

    za v'=0 dobi

    ⋅ − + ⋅ =

    = − + = −

    = − − + −

    = − − + −

    ( ) ( )

    max

    42 4 2

    4.4 2 2

    .4 2

    2 2

    1,2 1,2 1. .

     ja se mjesto za v

    5 l  30x x 10 l 0

    12 12

    l  0,416x 30x 10 l 0

    12

      0,416x 30x 252 0

    30 900 420 30 21,9  x x x 7,89(ne zadovoljava)

    0,833 0,833

     

    − + − =

    − − + =

    − + =

    ± − ±=     =     =

    2

    5 12 53 3

    max 5 4z

    max

      x 3,12m (zadovoljava)

    1 x 1 10 3,12  v 10x 252x 10 3,12 252 3,12

    EI 12 122 10 15700 10

    507  v

    =

    ⋅= − − − = − ⋅ − − ⋅

    ⋅ ⋅ ⋅

    ⋅= −

    12

    5 4

    1016,1 mm

    2 10 15700 10  = −

    ⋅ ⋅ ⋅

     

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    51/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    51 

    Odrediti ugib slobodnog kraja A grede AB, uklještene krajem B i opterećene teretom koji se mijenja po zakonu trougla. Odrediti i ugao obrtanja poprečnog presjeka u tački A.

    RJEŠENJE  

    30 0

    Primijenimo metod Maksvel Mora. Intenzitet tereta u proizvoljnom presjeku je

    x x  q(x) q ;M(x) q .l 6l

    Zamislimo da u tački A djeluje jedinična sila P 1 ; M x.

    = ⋅ = − ⋅

    = = −

    l 430

    A

    0

    Traženi ugib:

    q l1 q x  f ( x)dx .

    EI 6l 30EI

    Radi određivanja ugla zaokreta poprečnog presjeka A

    zamislimo da tamo djeluje M 1 ; tu će vrijednost imati M i u pr 

    ⋅⋅= − ⋅ − =

    =

    l 320

    A

    0

    oizvoljnom presjeku.

    Traženi ugao zaokreta:

    q l1 q x  ( 1)dx .

    EI 6l 24EI

    ⋅⋅θ = − ⋅ − =

     

    ZADATAK br.5

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    52/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    52 

    Odrediti ugib i ugao obrtanja slobodnog kraja konzole (tačka A), opterećene teretom koji se mijenja pozakonu trougla.

    RJEŠENJE  

    lx x

    A

    0

    x 0

    3

    xx 0

    l 3 40 0

    A

    0

    Ugib i ugao nagiba dobit ćemo primjenom Maksvel-Morovog integrala:

    M M  v ds

    EI

    x  q q l

    x  M q M x

    6l

    q x q l1  v xdx

    EI 6l 30 EI

    Ugao zaokreta dobit ćemo kad u tački A

    ⋅= ⋅

    = ⋅

    = − ⋅ = −

    ⋅ ⋅= − ⋅ =

    0

    0

     postavimo momenat M 1.

    Momenat u presjeku x bit će M 1.

    =

    =

     

    ZADATAK br.6

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    53/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    53 

    lxx

    A

    0

    l 330

    A

    0

    4 12

    A 5 4

    9o

    A 5 4

    M M1  ds

    EI 1

    q l1 q x  ( 1)dx

    EI 6l 24 EI

    10 3 10

      v 5,994 mm30 2,1 10 2140 10

    10 27 10  0,0250 rad 1,434

    24 2,1 10 2140 10

    ⋅θ = ⋅

    ⋅⋅θ = − ⋅ − =

    − ⋅ ⋅

    = =⋅ ⋅ ⋅ ⋅

    ⋅ ⋅θ = = =

    ⋅ ⋅ ⋅ ⋅

     

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    54/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    54 

    5. STATIČKI NEODREĐENI NOSAČI

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    55/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    55 

    Dimenzionirati stub datoga okvira kao INP profil,ako je 2dop 160 N/mmσ = .

    RJEŠENJE

    Prvo odabiremo statički određeni sistem i umjesto st.nepoznatih apliciramo(stavimo) odgovarajuće

    nepoznate.

     

    HB

    1p1 11 1p 1

    11

      0

      X 0 X

    ∆ =

    ∆⋅ δ + ∆ =     = −

    δ

     

    ZADATAK br.1

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    56/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    56 

    ( )1p

    1p

    11

    11

    1

    1 160 4 2 40 1  2 5 5 3200 200

    EI 2 2 EI

    3000 

    EI1 5 5 2 1 125

      2 5 5 10 5 2 250

    EI 2 3 EI 3333

     EI

    3000X 9 kN

    333

    ⋅ ⋅ ∆ = ⋅ ⋅ − ⋅ = −

    ∆ =

    ⋅ δ = ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅ = ⋅ +

    δ =

    = − = −

     

    max

    xmax dop

    x

    Štap je napregnut sljedećim silama: F=120 kN

      M 45 kNm

    maxMF  - Osnovna formula za dimenzioniranje pošto pretpostavljamo da n

    A W

    =

    σ = + ≤ σ

    xmax dop

    x4

    3x

    dop

    ema

      izvijanja

    maxM  - uproštena formula za dimenzioniranje za ovakav slučaj naprezanja

    Wmax M 45 10

      W 281,25 cm1600

    USVOJEN

    σ ≈ ≤ σ

    ⋅= = =

    σ

    3x

    2

    3 62 2

    max dop2 3

    O: INP 24 sa W 354 cm

      A=46,1 cm

    Kontrola napona:

    120 10 45 10  26,0 127,1 153,1 N/mm 160 N/mm

    46,1 10 354 10

    =

    ⋅ ⋅σ = + = + = < σ =

    ⋅ ⋅

     

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    57/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    57 

    Grede A-B i C-D vezane su na sredini raspona i jedna od njih(greda A-B) raspona l1,momenta inercijeI1  opterećena je kontinualnim opterećenjem q.Raspon druge grede C-D je l2,a moment inercijeI2.Izračunati vrijednost sile na dodiru greda A-B i C-D(tačka E).

    RJEŠENJE

    E ECD AB

    4 3E E1 2AB(q) CD(X)

    1 2

    3E 1AB(X)

    1

    3 4 3 42 1 1 1

    3 32 1 1 1 2

    11 2

      v v

    5ql Xl  v v

    384EI 48EI

    Xl  v 48EI

    Xl 5ql Xl 5ql  X=

    48EI 384EI 48EI l l8I

    I I

    =

    = =

    = −

    = −  

    +

     

    ZADATAK br.2

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    58/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    58 

    Za dati kontinualni nosač ABC uraditi sljedeće:a) Nacrtati dijagrame M i T,

     b) Odrediti dimenzije poprečnog presjeka ako je on dat i ako je 2dop 180 N/mmσ = .

    RJEŠENJE  

    1Dijagrami momenata savijanja na osnovnom sistemu od vanjskog opterećenja i od statički nepoznate X

    imaju sljedeći oblik:

     

    1C 1

    2

    C 11

    C 1p

    I  I I 1,25

    I

    1,7143 3,0 2 1,7143 4,0 2  EI 1,7143 1,7143 1,25 7,8372 3 2 364,29 1,5 2 4,29 1,5 68,58 4,0 2

      EI 0,8571 64,29 1,5 1,2857 1,4286 1,7143 1,252 3 2 2 3

    2  19,99 4,0

    3

    = =

    ⋅ ⋅δ = ⋅ + ⋅ ⋅ =

    ⋅ ⋅ ⋅δ = ⋅ + ⋅ ⋅ + ⋅ + ⋅ ⋅

    + ⋅

    C 1p

    1p11 1 1p 1

    11

    0,8571 1,25

      EI 27,55 123,99 4,60 195,94 57,11 409,19

    409,19X 0 X 52,21 kN

    7,837

    ⋅ ⋅

    δ = + + + + =

    δδ + δ =     = − = − =

    δ

     

    ZADATAK br.3

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    59/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    59 

    Dijagram momenata savijanja na statički neodređenom nosaču je:  

    max

    2dop

    Mjerodavni momenat savijanja za dimenzioniranje i prvog dijela(A-B) i drugog dijela(B-C):

      M 20,92 kNm - momenat savijanja nad osloncem B

      180 N/mm

    =

    σ =

     

    [

    6 pot 3 3z

    3z

    4z 1

    2 4z 2

    stvz

    20,92 10  W 116,2 10 cm - za dio A-B i B-C

    180

    dio A-B  odgo var a INP 16

      sa W 117 cm

      I 935 cm I

    dio B-C

      I proba 2 NP 16

      I 2 85,3 24,0 4,34 1074 cm I

      W

    ⋅= = ⋅

    =

    = =

    = + ⋅ = =

    [

    3 potz

    41 2

    4z

    119 cm W

      USVOJENO: 2 NP 16

      I 1,25I 1342 cm

      odgovara : INP 18 sa I 1450 cm

      USVOJENO: INP 18

    = ≈

    = =

    =  

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    60/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    60 

    Za nosač  prikazan na slici nacrtati dijagrame presječnih sila zanemarujući uticaj normalnih itransverzalnih sila na deformaciju.

    RJEŠENJE

     Nosač je jedanput statički neodređen.Za statički nepoznatu veličinu usvajamo oslonački moment u tački A.Usvojeni osnovni sistem je prikazan na sljedećoj slici.

     

    1

    1 11 10 11 10

    21 01

    11 100S

    Statički nepoznatu veličinu X odredićemo iz deformacijskog uslova:

      X 0 , gdje su i Maxwell-ovi uticajni koeficijenti,koji su dati izrazima:

    M MM  ds , ds

    EI EI

    δ + δ = δ δ

    δ = δ =S

    0 1

    1 0 1gdje su M i M momenti savijanja u osnovnom sistemu(koji je stati

    čki odre

    đen) od zadatog vanjskogopterećenja,odnosno od statički nepoznate sile X =1,0.Dijagrami M i M su nacrtani na sljedećoj sli

    ci:

     

    ZADATAK br.4

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    61/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    61 

    11

    10

    101

    11

    Koristeći Vereščaginovo pravilo("množeći dijagrame momenata"),imamo:

    4 0,5 2 5 0,5 2  EI 4 0,5 0,5 0,5 0,5 1,75

    2 3 2 3

    100 4,0 0,5 100 5,0 2  EI 0,5 0,5 216,67

    2 3 2 3

    216,67X 12

    1,75

    ⋅ ⋅δ = ⋅ ⋅ + ⋅ + ⋅ =

    ⋅ ⋅ δ = − + − ⋅ = −

    δ   −= − = − =

    δ

    0 1 1

    3,81 kNm

    Moment savijanja u proizvoljnom presjeku zadatog sistema dobijemo pomoću izraza:

      M=M X M

    Dijagrami presječnih sila prikazani su na sljedećoj slici:

    +

     

    Za zadati nosač  na slici odrediti vertikalno pomjeranje tačke 3.Svi štapovi su kružnog poprečnog presjeka poluprečnika R.Za pop.presjek u uklještenju izračunati max.ekvivalentni napon prema IIIhipotezi.

    ZADATAK br.5

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    62/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    62 

    RJEŠENJE

     Nosač je jedanput statički neodređen i za statički nepoznatu veličinu usvajamo silu veze u čvoru 2.

     

    1 11 10

    C i zi zj z yi yj y ti tj t

    S S S

    4 4

    C yik zik tik  

    Statički nepoznatu odredit ćemo iz uslova: X 0

      EI M M ds M M ds M M ds (i=1,2,...; j=0,1,...)

    R R   I I I ; I4 2

    Redukovane dužine štapova rač

    ⋅ δ + δ =

    δ = + +

    π π= = = =

    C C Czik ik yik ik tik ik  

    zik yik tik  

    zik yik ik tik ik ik  

    unaju se pomoću sljedećih izraza:

    I I EI  S S S S S S

    I I GI

    1 1  S S S S S 1,25 S

    0,4 2

    Redukovanedužine sada su:

    = = =

    = = = ⋅ = ⋅

     

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    63/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    63 

    .

    C 11

    C 10

    1 .

    1 2 4,0 4,0 2  EI 3,0 3,0 3,0 4,0 3,0 5,0 3,0 75,33

    2 3 2 31 3 1 2

      EI 45 3,0 3,0 200 4,0 4,0 45 5,0 3,0 1842,923 4 2 3

    1842,92X 24,5 kN

    75,33

    ⋅δ = ⋅ ⋅ + ⋅ + ⋅ ⋅ =

    δ = − ⋅ ⋅ − ⋅ − ⋅ ⋅ = −

    −= − =

     

    y y t tz zi z y

    z y tS S S

    M M M MM M dS dS dSEI EI GI

    δ = + +

    C i z z0 z y y0 y

    S S

    3C i C 3

    12

    3 3 5 9

    e

    (u našem slučaju je 0)

    EI M M dS M M dS

    102 4,0 2  EI EI v 4,0 544 kNm

    2 3

    544 10  v 2,176 mm

    2,5 10 10

    Max.napon javit će se u tački 4 u poprečnom presjeku I-I:

     

    δ = +

    ⋅δ = = ⋅ =

    ⋅δ = = =

    ⋅ ⋅

    σ =

    2 2

    62

    9

    62

    t 9

    2 2e

    2e

    4

    102 10 377, 7961  19,26 N/mm

    210

    28,5 10 377,7961  2,69 N/mm

    22 10

      19,26 4 2,69

      19,99 N/mm

    σ + τ

    ⋅σ = ⋅ =

    ⋅τ = ⋅ =

    σ = + ⋅

    σ =  

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    64/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    64 

    Za zadati nosač odrediti vertikalno pomjeranje napadne tačke sile F.Svi štapovi su kružnog poprečnog presjeka poluprečnika R.

    1

    RJEŠENJE

     Nosač je jedanput statički neodređen i za statički nepoznatu veličinu usvajamo silu veze u čvoru 4.

    Osnovni sistem i svi potrebni dijagrami za određivanje statički nepoznate veličine X prikazani su

    na sljedećim slikama:

     

    ZADATAK br.6

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    65/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    65 

    1

    1 11 10

    C ij zi zj z yi yj y ti tj t

    S S S

    Statički nepoznatu X odredit ćemo iz uslova:

    X 0 ... 1

    gdje je:

      EI M M ds M M ds M M ds (i=1,2,..., j=0,1,...) ... 2

    Redukovane dužine štapova su date

    ⋅ δ + δ =

    δ = + +

    C C Czik ik yik ik tik ik  

    zik yik tik  

    4 4

    zik yik tik  

    4

    C

    zik yik ik  

    izrazima:I I EI

      S S S S S SI I GI

    Kako je u našem slučaju:

    R R   I I I

    4 2

    R a ako usvojimo: I

    4dobijamo :S S S

     

    = ⋅ = ⋅ = ⋅

    π π= = =

    π=

    = =

    tik ik  1 1S = S

    0,4 2

    Vrijednosti redukovanih dužina su date na sljedećoj slici:

     

    ⋅ ⋅

     

    C 11

    C 10

    Shodno izrazu 2 dobijamo:

    3,0 3,0 2 6,0 6,0 2

      EI 3,0 6,0 3,0 7,5 3,0 148,52 3 2 31 3 360 6,0 2

      EI 45 3,0 3,0 90 6,0 3,0 6,0 45 7,5 3,0 7053,753 4 2 3

    Kada ovo uvrstimo u jednačinu 1 dobijamo:

     

    ⋅ ⋅

    δ = ⋅ + ⋅ + ⋅ ⋅ =

    ⋅δ = − ⋅ ⋅ ⋅ − ⋅ ⋅ − ⋅ − ⋅ ⋅ = −

    1

    7053,75 X 47,5 kN

    148,5

    Sada osnovni sistem izgleda kao na sljedećoj slici,kao i dijagrami momenata savijanja i torzije:

    −= − =

     

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    66/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    66 

    y tz y tzi

    z y tS S S

    z y t

    Sada traženo pomjeranje možemo dobiti pomoću izraza:

    M M M MM M  dS dS dS ... 3

    EI EI GI

    gdje su: M ,M i M statički uticaji u zadatom sistemu uslijed jedinične generalisane sile ko

    δ = + +

    z y t

     ja neodgovara traženom generalisanom pomjeranju(u našem slučaju jedinična vertikalna sila u tački 3).

    Može se pokazati da bi se dobio potpuno isti rezultat ako bi se umjesto veličina M ,M i M u

    izr  z0 y0 t0azu 3 uzele veličine M ,M i M tj.uticaji uslijed jedinične generalisane sile u osnovnom

    sistemu.Poslije izvedenih transformacija jednačina 3 prelazi u oblik:

     

    z0 y0 t0C i z z y y t t

    S S S

      EI M M ds M M ds M M ds

     Na sljedećoj slici su nacrtani dijagrami momenata savijanja i torzije u osnovnom sistemu uslijed jedi-

    -nične vertikalne sile u tački 3.

    δ = + +

     

    3C i C 3

    5 2C z y

    12

    i 3 5 9

    3,0 90 2 75 6,0 2  EI EI v 3,0 90 6,0 6,0 3,0 6,0 5085 kNm

    2 3 2 3

      EI EI EI 3 10 kNm

    5085 10  v 16,95 mm

    3 10 10

    ⋅ ⋅   δ = = ⋅ + ⋅ ⋅ + ⋅ + =

    = = = ⋅

    ⋅δ = = =

    ⋅ ⋅

     

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    67/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    67 

    Kraj konzole A-B vezan je pomoću elastične zatege E-B sa sredinom proste grede C-D.Greda i kozolasu istog poprečnog presjeka.Površina poprečnog presjeka zatege je A=30 cm2, dok su greda i kozolaizrađene od INP 20.Izračunati:

    a) Silu u zatezi E-B, b) Max. normalni i max. tangencijalni napon na gredi C-D i nacrtati im dijagrame.

    RJEŠENJE

    a) 

    C-D A-BE B

    3C-DE

    4 3A-B 1 1B

    4 331 1

    9

     Nosač je jedanput statički neodređen i rješit ćemo ga iz sljedećeg uslova:

      v h v

    X l X h  v ; h

    48EI EAq l X l  v

    8EI 3EI

    q l X lX l X h 

    48EI EA 8EI 3EI

    X 64 10 

    48

    + ∆ =

    ⋅ ⋅= ∆ =

    ⋅ ⋅= −

    ⋅ ⋅⋅ ⋅+ = −

    ⋅ ⋅

    E

    3

    4

    X 2 10

    2140 10 E

    ⋅ ⋅+

    ⋅ ⋅

    12

    2 4

    20 16 10

    30 10 8 2140 10 E

    ⋅ ⋅=

    ⋅ ⋅ ⋅ ⋅

    9

    4

    X 8 10

    3 2140 10 E

    ⋅ ⋅−

    ⋅ ⋅.

    5  62,304 X+0,666X 18,688 10 124,6104X X=10 kN⋅ = ⋅ −  

     

    ZADATAK br.7

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    68/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    68 

     b)  

    Geometrijske karakteristike poprečnog presjeka:  

    4 3z z

    z13

    z2

    3z3 z2

    3z4

      I 2140 cm W 214 cm

      S 0  S (1,13 9) 9,435 95,95 cm

      S S 95,95 cm

      S (1,13 9 9, 435) 0,75 8,87 4, 435 125, 45 cm

    Maximalni normalni napon i tangencijalni naponi po t

    = =

    == ⋅ ⋅ =

    = =

    = ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅ =

    61 2max

    max x max 4z

    1

    3 32 2max z2

    4z 2

    3 33 max z3

    4z 3

    ačkama 1,2,3 i 4:

    M 10 10  y 10 10 46,7 N/mm

    I 2140 10

      0

    T S 5 10 95,95 10  0,25 N/mm

    I t 2140 10 9 10

    T S 5 10 95,95 10  2,99 N/

    I t 2140 10 0,75 10

    ⋅σ = σ = = ⋅ ⋅ =

    τ =

    ⋅   ⋅ ⋅ ⋅τ = = =

    ⋅   ⋅ ⋅ ⋅

    ⋅   ⋅ ⋅ ⋅τ = = =

    ⋅   ⋅ ⋅ ⋅

    2

    3 34 2max z4

    max 4z 4

    mm

    T S 5 10 125, 45 10  3,91 N/mm

    I t 2140 10 0,75 10

    Dijagrami normalnog i tangencijalnog napona su:

    ⋅   ⋅ ⋅ ⋅τ = τ = = =

    ⋅   ⋅ ⋅ ⋅

     

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    69/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    69 

    Za dati nosač i opterećenje nacrtati dijagrame momenata.

    RJEŠENJE4 9 2

    z1 z1

    4 9 2z2 z1

    I 24 - I 4250 cm EI 8925 10 Nmm

    I 20 - I 2140 cm EI 4494 10 Nmm

    =     = ⋅

    =     = ⋅ 

    Progib tačke D uslijed sile F:  

    Dz1

    12

    9

    1 1 2

    v 10 2 2 2EI 2 3

    33,33 10  = 3,73 mm

    8925 10

    = ⋅ ⋅ ⋅ + ⋅ =

    ⋅=

     

    Progib tačke E uslijed opterećenja na gredi AB: Progib tačke E od momenta je 0.  

    ZADATAK br.8

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    70/175

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    71/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    71 

    Konzola CD uklještena je u tački D, a u tački C zavarena je za gredu AB. Odrediti ugibtačke C ako je poprečni presjek konzole INP 20, a poprečni presjek grede INP 30, aopterećenje je kao na slici.

    C CC-D A-B

    RJEŠENJE

    Zadatak je jedanput statički neodređen i riješit ćemo ga iz sljedećeg uslova:

      v v=

     

    4 3 12 3

    5 4 5 4 5 4 5 4

    4 5

    4

    4

    20 2000 X 2000 11 20 10 X 4000 

    8 2 10 2140 10 3 2 10 2140 10 6 2 10 9800 10 48 2 10 9800 10

      9,346 6,230 x 10 1,871 6,803 10 X

      7,475 6,9103 10 X

      X 10,817 10 N 10,817 kN

     

    − −

    ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅− = +

    ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅

    − ⋅ ⋅ = + ⋅ ⋅

    = ⋅ ⋅

    = ⋅ =

    4 3

    C20 20

    4C

    C

    q l X lv

    8EI 3EI

      v 9,346 6,230 10 10,817

      v 2,607 mm

    ⋅ ⋅= −

    = − ⋅ ⋅

    =

     

    ZADATAK br. 9

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    72/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    72 

    Za dati nosač i opterećenje na slici nacrtati dijagrame M, T i N. U presjeku udaljenom od oslonca A2m nacrtati dijagram normalnog napona.

    B BABC BD

    4 31 1 2

    z z 2

    12 9 3

    5 4 5 4 5 2

    BV

    RJEŠENJE

    v l

    q l x l x l5 

    384 EI 48EI EA

    5 40960 10 x 512 10 x 3 10 

    384 2 10 2140 10 48 2 10 2140 10 2 10 33,5 10

      x( R ) 49,923 kN

    = ∆

    ⋅ ⋅ ⋅⋅ − =

    ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅⋅ = +

    ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅

    = =

     

    ZADATAK br. 10

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    73/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    73 

    2

    4 4z z

    62

    x,max 3min

    Dijagram normalnog napona

    10 2M(x 2) 15,038 2 10,076 kN

    2

    INP 20 I 2140cm W 214cm

    10,076 10

    47,08 N/ mm214 10

    ⋅= = ⋅ − =

    = =

    σ = ± =⋅

     

     Nosač AC na slici, čiji je poprečni presjek INP 36 vezan je u tački B za oprugu BD, čija je krutost20kN/cm. Odrediti intenzitet opterećenja q ako je σdop=145 N/mm

    2, a E=2,1⋅105 N/mm2.

    RJEŠENJE

    ZADATAK br. 11

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    74/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    74 

    t

    t

    xB B q tAC opr AC B B opr  

    xq tB B

    q1 q2B B B

    2q1B

    z z

    2q2B

    z

    x  v v v vk 

    xv v

      v v v

    1 1 2 q 6 1 92,1669q  v 7,69q 6 1,71 6 1,285 7,69q 4,5 1,71

    EI 2 3 8 2 EI

    1 1 2 q 4,5  v 5,82q 6 1,71 4,5 1,2

    EI 2 3 8

    = ∆ = − ∆ =

      − =

    = +

    ⋅= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅ ⋅ =

    ⋅= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅ ⋅

    t

    z

    Bz

    x tB t t

    z z

    912t t

    5 4 5 4

    t

    1 62,0q85 5,82q 4,5 1,71

    2 EI154,1669q

      vEI

    23,0721x1 1 1  v 2,57x 6 1,71 2,57x 4,5 1,71

    EI 2 2 EI

    23,0721 10 x x154,1669 10 

    20002,1 10 19610 10 2,1 10 19610 10

      x

    + ⋅ ⋅ ⋅ =

    =

    = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅ ⋅ =

    ⋅⋅− =

    ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅

    [ ]3,5308q kN=

     

    6

    3

    6,9818 10 q  145

    1090 10

      q 22,63 kN / m

    ⋅ ⋅≤

    =

     

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    75/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    75 

    Prosta greda A-B vezana je u tački C za vješaljku.Odrediti za koliko možemo da povećamotemperaturu da bi naponi ostali u dozvoljenim granicama.

    Podaci za profile:  [

    4 3min z

    min z

     NP 20 INP 40

    I 148 cm W 1460 cm

    i 2,14 cm I 29 210 cm

    = =

    = = 4

    2A=32,3 cm

     

    RJEŠENJE  

    C CAB CD

    33max

    max dop3z z z

    4dop2

    i

    min

      v l - uslov zadatka

    A-B

    X lM X l X 10 104  1,712 10 XW W 4W 4 1460 10

    C-D

    X X  3, 0959 10 X

    A 32,3 10

    l 500  233 100 ... važi Ojlerov iz

    i 2,14

    = ∆

    ⋅⋅ ⋅ ⋅

    σ = = = = = ⋅ ≤ σ⋅ ⋅

    σ = = = ⋅ ≤ σ⋅

    λ = = = >

    3 2 3dop

    2 2 5 43min

    krit 2 2i

    krit

    raz za kritičnu silu

    A-B

      1,712 10 X 140 N/mm X=81,775 10 N=81,775 kN

    C-D

    EI 2,1 10 148 10  x 122,698 10 122,698kN

    l 5000

    x 122,698  X= 47,19 kN

    n 2,6

    USVOJENO : X=4

    −⋅ ≤ σ =     ⋅

    π   π ⋅ ⋅ ⋅ ⋅= = = ⋅ =

    = =

    7,19 kN

     

    ZADATAK br.12

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    76/175

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    77/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    77 

    RJEŠAVANJE KONTINUALNIH NOSAČA METODOM TROMOMENTNIH JEDNAČINA

    Za zadati kontinualni nosač nacrtati dijagrame presječnih sila.

    RJEŠENJE  

    1 1 AA B

    L D1 1 2 2 B B

    A B C

    2

    C

    A

    LB

    3 3D 2B

    Klapejronove jednačine za zadati nosač,glase:

    l l R   2M M 6

    2I 2I 2I

    l l l l R R    M 2M M 6 gdje su:

    2I 2I I I 2I I

    4  M 20 160 kNm

    2

      R 0

      R 0

    ql 20 10  R 

    24 2

    + = −

    + + + = − +

    = − ⋅ = −

    =

    =

    ⋅= = 2

    A B

    A B

    A

    B

    833,33 kNm4

    Kada ovo uvrstimo u Klapejronove jednačine,dobijemo:

      2M M 0  M 6M 680

    Rješavanjem ovih jednačina,dobijemo:

      M 61,82 kNm

      M 123,63 kNm

    Dijagrami presječnih sila prikazani su

    =

    + =+ = −

    =

    = −

     na sljedećoj slici:

     

    ZADATAK br.1

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    78/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    78 

    Za zadati kontinualni nosač nacrtati dijagrame presječnih sila.

    RJEŠENJE

    B C

    3

    B C

    C B

    Pošto su i nosač i opterećenje simetrični,onda je M M .Zbog ovoga je dovoljno napisati jednu

     jednačinu triju momenata:

    12 5  2M (5 6) M 6 624

      M M 13,4 kNm

    Mjesto max.momenta:

      A-q x=0

      x

    =

    ⋅+ + ⋅ = −

    = = −

    2

    A 27,2= 2,27 m

    q 12

    q 2,27maxM=A 2,27- 30,8 kNm

    2

    Dijagrami presječnih sila su:

    = =

    ⋅⋅ =

     

    ZADATAK br.2

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    79/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    79 

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    80/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    80 

    6. SLOŽENA NAPREZANJA

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    81/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    81 

    Za zadati nosač  i opterećenje prema slici potrebno je odrediti potrebnu širinu presjeka b ako jeσdop=160 Mpa.F=70 kN q=25kN/m a=100 cm =30o 

    RJEŠENJE  

    x

    A A y

    Cx x

    2

    B Cy Cy

    2

    C B B

      x 0 G 70 cos30 60,62 kN

      M 0 R G 17,5 kN

      x 0 R G 60,62 kN

    3  M 0 25 17,5 2 R 3 R 25,83 kN

    2

    3  M 0 25 17,5 5 R 3 R 66,6

    2

      =     = ⋅ =

      =     = =

      =     = =

      =     ⋅ − ⋅ = ⋅ =

      =     ⋅ + ⋅ = ⋅ =

    7 kN

    Mjerodavan presjek za dimenzioniranje bit će presjek B:

      M 35 kNm; N 60, 62 kN; T 49,17 kN= = =

     

    ZADATAK br. 1

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    82/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    82 

    ( )

    33

    3 3 5y

    Geometrijske karakteristike poprečnog presjeka:

     b  A 140 b b 140 20 44b

    5

     b b 120

     b 140 1 45  I 140 120 b 1,134667 10 b

    12 12 12 5

    Potrebnu širinu presjeka dobivamo iz uslova maks

    = ⋅ − − ⋅ − =

    − ⋅ ⋅   = − = ⋅ − ⋅ ⋅ = ⋅

     N M dopy

    dop5

    5 5dop

    5

    5dop

    imalnih normalnih naprezanja:

     N M h 

    A I 2

     N M  70

    44b 1,134667 10 b

      N 1,134667 10 44M 70 44 1,134667 10 b

     N 1,134667 10 44M 70  b

    44 1,134667 10

      b 143,56 mm

    σ = σ + σ = + ⋅ ≤ σ

    + ⋅ ≤ σ⋅

    ⋅ ⋅ + ⋅ ≤ σ ⋅ ⋅ ⋅

    ⋅ ⋅ + ⋅

    ≥ σ ⋅ ⋅ ⋅

    ≥  

    Za štapni konzolni nosač kružnog poprečnog presjeka prečnika D=5 cm potrebno je:a)   Nacrtati dijagrame presječnih sila. b)  Odrediti kritičan presjek na nosaču mjerodavan za dimenzioniranje, te kritičnu tačku na

     poprečnom presjeku.

    c)  Odrediti dopuštenu sili F prema IV hipotezi o slomu (   )2 2ekv 3σ = σ + τ  

    RJEŠENJE

    a) Dijagrami presječnih sila 

    ZADATAK br. 2

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    83/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    83 

     b) Kritičan presjek nalazi se na ležaju.  

     N 2 2

    M 3 3 3

     N M 2 3

    T4 3 3

     p

     N 2 F 2 F 8  F 0,1019F

    A A D D

    4M 2 F l 64 F l 64 25

      F 4, 0744FW D D 5

    328 64 F l

      F 4,1763FD D

    M D 2 F l D 32 l 32 25  F F 2,0372FI 2 2D D 5

    32

    c) Dopuštena s

    ⋅ ⋅σ = = = = ⋅ =

    π π

    ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅σ = = = = ⋅ =

    π ⋅ π ⋅ π ⋅

    ⋅ ⋅σ = σ + σ = ⋅ + =

    π π ⋅

    ⋅ ⋅ ⋅ ⋅τ = ⋅ = ⋅ = ⋅ = ⋅ =

    π ⋅ π ⋅ π ⋅

    2 2 2 2EKV dop dop dop

    3dop2 2

    dop

    ila F prema II i V teoriji čvrstoće:

    Druga teorija čvrstoće:

    1 1 1 0,3 1 0,3  4 4,1763F 4,1763 4 2,0372 F

    2 2 2 21 N

      5,25418 F 18 10

    cm cm  F 3426 N

    Peta teorija čv

    − ν + ν − +σ = ⋅ σ + ⋅ σ + τ = ⋅ + ⋅ + ⋅ ≤ σ

    ⋅ ⋅ ≤ ⋅

    2 2 2 2EKV dop dop

    3dop2 2

    dop

    rstoće:

      3 4,1763 3 2,0372 F

    1 N  5,4674 F 18 10

    cm cm  F 3292 N

    σ = σ + τ = + ⋅ ≤ σ

    ⋅ ⋅ ≤ ⋅

     

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    84/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    84 

    Izvršiti dimenzioniranje nosača gradilišne ograde ako joj je poprečni prejsek prstenastog oblikadebljine stijenke t=4 mm, a σdop=160 Mpa. U tački C konstruisati (nacrtati) dijagram normalnognapona.

    RJEŠENJE  

    max

    max

    zmax d

    z

    1

    4 44 3

    z z

    3 6maxx 2 3

    Dimenzioniranje: tačka C

      M 3,71 kNm

      N 1,5 kN

    M N A W

      D 93 mm D 93 8 85 mm

    93 85  I 110,96cm W 23,862cm

    64 64

    1,5 10 3,71 10 

    11,184 10 23,822 10

    =

    = −

    σ = − − ≤ σ

    = = − =

    π π= − = =

    ⋅ ⋅σ = − − = −

    ⋅ ⋅

    2

    3 6min 2x 2 3

    157,1 N / mm

    1,5 10 3,71 10  154,2 N / mm

    11,184 10 23,822 10

    ⋅ ⋅σ = − + =

    ⋅ ⋅

     

    ZADATAK br. 3

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    85/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    85 

    Konzola AB opterećena je kontinuiranim opterećenjem q=15 kN/m i aksijalnom silomF=200 kN. Izračunati najveći normalni napon ako je poprečni presjek INP 16.

    2

    3z

    2 2

    z max

    3 62z

    max 2 3z

    3 6z

    max 2z

    RJEŠENJE

    za I NP 16 A 22,8 cm

      W 117 cm

    q l 15 l

      m m 7,5 kNm2 2mF 200 10 7,5 10

      151,8 N/mmA W 22,8 10 117 10

    mF 200 10 7,5 10 

    A W 22,8 10 117

      =

    =

    ⋅ ⋅

    = = = =

    ⋅ ⋅σ = + = + =

    ⋅ ⋅

    ⋅ ⋅σ = − = −

    ⋅ ⋅

    23

    23,6 N/mm10

     

    =

     

    ZADATAK br. 4

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    86/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    86 

    Dimenzionirati konzolu AB opterećenu prema slici kao INP profil ako je σdop=160 N/mm2.

    RJEŠENJE  

    zmax

    z

    x

    z

    3 62

    x,max dz

    3z

    MF  y

    A I

      F F cos15 15 0,966 14,5 kN

      m F sin15 5,8 15 0,259 5,8 22,5 kNm

    14,5 10 22,5 10  145 N / mm

    A W

    Iz tablica : odgovara I NP 18 sa: W 161 cm 

    σ = − ± ⋅

    = ⋅ = ⋅ =

    = ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ =

    ⋅ ⋅σ = − ± ≤ σ =

    =

    2  A 27,9 cm=

     

    ZADATAK br. 5

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    87/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    87 

    3 62

    x,max 2 3

    kontrola napona :

    14,5 10 22,5 10  5,2 139,7 144,9 145,0 N / mm

    27,9 10 161 10

    Kod dimenzioniraja sa valjanim profilima uvijek se zanemaruje uticaj aksijalne sile, a usvoji se poznati

    odnos

    ⋅ ⋅σ = − ± = − − = − ≤

    ⋅ ⋅

    zz

    y

    z

    Wza i onda se dobije potrebni otporni momenat W , ali se iz tablica uzima nešto veći otporniW

    momenat W od potrebnog zbog toga što prilikom dimenzioniranja nismo uzimali u obzir uticaj

    aksijalne sile.

     

    Čelični štap ABC kvadratnog poprečnog presjeka 3x3 cm,čija je osa polukružna linija,krajem C je

    uklješten u zid,a na slobodnom kraju opterećen silom P=1 kN(kao na slici).Odrediti max. ekvivalentnenapone u poprečnim presjecima B i C štapa po hipotezi najvećeg smičućeg napona.Taokođer,odreditivertikalno pomjeranje tačke A.

    RJEŠENJE

    Sila P izaziva savijanje i torziju štapa ABC.U proizvoljnom poprečnom presjeku "mn"

    nagnutom prema poprečnom presjeku A pod uglom (vidi sliku),je momenat savijanja:

      M P HA PR sin ,

    a momenat torzije:

    ϕ

    = ⋅ = ϕ

    t  M P HK PR(1 cos ).= ⋅ = − ϕ

     

    ZADATAK br.6

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    88/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    88 

    f t

    . .2 2f 

    max 3 3f 

    U poprečnom presjeku B, za = , M M PR.Najveći normalni napon uslijed savijanja u tom2

     presjeku iznosi:

    M 6PR 6 1 20  4,44 kN/cm 44,44 N/mm

    W a 3

     Najveći tangencijalni napon uslijed torzi

    πϕ = =

    ⋅ ⋅σ = = = = =

    2 2tmax 3 3

    t

     je u istom presjeku je:

    M PR 1 20  3,56 kN/cm 35,6 N/mm (za kvadratni pop.presjek =0,208)

    W a 0,208 3

    Maximalni ekvivalentni napon prema III hipotezi o čvrstoći materijala za presjek B

    ⋅τ = = = = = β

    β ⋅ ⋅

    III 2 2 2 2 2ekv max max

    f t max max

    2

     iznosi:

      max 4 44,44 4 35,6 83,93 N/mm

    U poprečnom presjeku C, za = , M 0, M 2PR.Pr ema tome je 0,a 2 2 35,6

    71,2 N/mm .Proračunski napon za taj presjek je:

      ma

    σ = σ + τ = + ⋅ =

    ϕ π = = σ = τ = ⋅ τ = ⋅ =

    =

    III 2 2ekv max maxx 4 2 2 71,2 142,4 N/mm

    Poprečni presjek C se nalazi u težim uslovima nego presjek B.

    σ = τ = ⋅ τ = ⋅ =

     Pomjeranje kraja A štapa ABC u pravcu djelovanja sile P određujemo pomoću Kastiljanove

    teoreme.Pri tome uzimamo u obzir potencijalnu energiju savijanja i torzije štapa.Za element štapa d

    22tf 

    f tf t

    22tf 

    f tf t

    u-

    -žine ds=Rd potencijalna energija savijanja i torzije iznosi:

    M RdM Rd  dU dU 2EI 2GI

    Potencija lna energija zapremine cijelog štapa iznosi:

     

    M R M R   U= U U

    2EI 2GI

    ϕ

    ϕϕ+ = +

     + = +

     0

    tf tf 

    tAf t0

    44 2 4t t

    f t

    d

    Po Kastiljanovoj teoremi:

    MM M R M R 

    PU P  f = dP 2EI GI

    M M aPošto je R sin , R(1 cos ), G=8 10 N/mm 0,4E, I , I a ,

    P P 12gdje je za kvadratni poprečni pr 

    π

    π

     ⋅ ϕ

     

    ∂ ∂

    ∂∂   ∂ = + ⋅ ϕ∂  

    ∂ ∂= ϕ = − ϕ ⋅ = = = α ⋅

    ∂ ∂

    3 22

    A 40

    3 3 4

    4 4 4 3

    esjek =0,14 (iz tablica),pa je:

    PR (1 cos )  f = 12sin d

    0,4Ea

    3 PR E 3 3,14 1,0 20 2 10  2 2 0,514 cm

    2Ga E 3 2 10 2 8 10 0,14

    π

    α

    − ϕϕ + ⋅ ϕ =

    α

    π ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = + = + =

    α   ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅  

     

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    89/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    89 

    Za dati nosač  prikazan na slici nacrtati dijagrame presječnih sila i odrediti ekstremnevrijednosti normalnih napona na dijelu nosača CD.

    RJEŠENJE

    Dijagrami presječnih sila 

    ZADATAK br. 7

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    90/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    90 

    Geometrijske karakteristike poprečnog presjeka su:  

    ( )

    21

    22

    21 2

    T

    T

    3 3 3 2 2 4z

      A 2 1,5 7,0 1,0 20,0 41,0 cm

      A 1,5 8 12,0 cm

      A A A 53,0 cm

    12 ( 11, 5)  z 2,604 cm

    53,0

    12 ( 9, 25)  y 2,094 cm53,0

    1  I 8 20 7 17 8 1,5 41,0 2,094 12 7,156 3264 cm

    12

     

    = ⋅ ⋅ + ⋅ =

    = ⋅ =

    = + =

    ⋅ −= = −

    ⋅ −= = −

    = ⋅ − ⋅ + ⋅ + ⋅ + ⋅ =

    ( )3 3 2 2 3 2 4y4

    xy

    22

    1,2

    1

    1 1I 20 1,0 2 1,5 7 2 7 1,5 4,0 41,0 2,604 1,5 8 12 8,896 1715 cm

    12 12

      I 2 7 1,5 4,0 9,25 41,0 2,604 2,094 12 ( 8,896) ( 7,156) 1764 cm

    3264 1715 3264 1715  I (1764)

    2 2

      I

    = ⋅ + ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅ ⋅ + ⋅ + ⋅ ⋅ + ⋅ =

    = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅ + ⋅ − ⋅ − =

    + − = ± +

    =4

    42

    2 2 21 1

    4416 cm  I 563 cm

    2 1764  tg2 2,2776

    3264 1715

      2 66 30 33 15

      sin 0,5468 cos 0,8373

    Poluprečnici elipse inercije:

    4416  i i 9,128 cm i i 83,32 cm

    53ξ ξ

    =

    ⋅ϕ = =

    ϕ = ϕ =

    ϕ = ϕ =

    = = = = =

     

  • 8/20/2019 122753907 Otpornost Materijala II Skripta Ismet Hajduk

    91/175

    Skripta

    Otpornost materijala II

    91 

    2 2 22 2

    x

    563  i i 3,259 cm i i 10,62 cm

    53

    Proizvoljni poprečni presjek na dijelu CD nosača, izložen je momentu savijanja M 16,0 kNm i

    normalnoj sili N 6,928 kN. Ovo naprezanje je ekvivalentno ek 

    η η= = = = =

    =

    = −

    zy

    sentričnom naprezanju silom

     pritiska istog intenziteta sa napadnom tačkom A koja leži na y osi, a na rastojanju:M 16,0

      e 0,2309 m 23,09 cm N 69,28

    Koordinate napadne tačke sile A u sistemu glavn

    = − = −