staticki odredjeni problemi savijanja-primeri - polj.uns.ac.rspolj.uns.ac.rs/~mehanika/staticki...
TRANSCRIPT
Primer 3.5 Za zadat gredni nosač: odrediti otpore oslo-naca, nacrtati dijagrame momenata savijanja i transverzalnih sila i odreditimaksimalni normalni napon? Poznate veličine su F, l i c.
Jednačine ravnoteže:
0322 =⋅−⋅+⋅−=∑ lFlFlFM BAi
,25
FFB =⇒
⇒=−+−=∑ 02 FFFFY BAi.
2
1FFA =
Napadni momenti :
l,FlFMM AlCiC 2
1+=⋅+==∑
l.FlFMM dBiB −=⋅−==∑
Određivanje položaja neutralne osex:
( )( ) ( )( ) ( )( )( ) ( )( ) ,
24428
244282211 c
cccc
cccccc
A
vAvA
A
vAv ii
T −=+
−⋅+⋅=⋅+⋅=⋅
= ∑ 232cA =
Određivanje momenta inercije za neutralnu osu:( ) ( ) ( ) ( )
,3
320
3
44
3
28 433
)2()1( ccccc
III uuu =⋅+⋅=+=
.3
296
432
3
320 42
242c
cccvAII Tux =⋅−=⋅−=
Određivanje otpornog momenta i maksimalnog normalnog napona:
⇒=−= 274max
cvcy T ⇒== 3
max21
592c
y
IW x
x.
592
213
maxmax c
lF
W
M
x
==σ
janja i transverzalnih sila i odrediti maksimalninormalni napon? Poznate veličine su F, l i c.
Jednačine ravnoteže:
Napadni momenti :
Primer 3.6 Za zadat gredni nosač: odrediti otpore oslonaca, nacrtati dijagrame momenata savi-
0324 =⋅+⋅−⋅−=∑ lFlFlFM BAi
,2FFB =⇒
⇒=+−−=∑ 04 BAi FFFFY .3FFA =
l,FlFMM AlCiC 3+=⋅+==∑
l.FlFMM BdDiD 2+=⋅+==∑
Određivanje položaja neutralne osex:
Određivanje momenta inercije za neutralnu osu:
Određivanje otpornog momenta i maksimalnog normalnog napona:
( )( ) ( )( )
( )( ) ( )( ) ,23
110
2
6688
22
66488
2211 ccc
cc
ccc
ccc
A
vAvA
A
vAv ii
T =−
⋅−⋅=⋅−⋅=
⋅= ∑ .46 2cA =
( )( ) ( )( ),
3
3772
12
66
3
88 433
)2()1( ccccc
III uuu =−=−=
.69
14156
23
11046
3
3772 422
2242
ccccvAII Tux =⋅−=⋅−=
⇒== 23110max
cvy T ⇒== 3
max165
7078c
y
IW x
x.
7078
4953
maxmax c
lF
W
M
x
==σ
Primer 3.7 Za zadat gredni nosač: odrediti otpore oslonaca, nacrtati dijagrame momenata savijanja i transverzalnih sila i odrediti maksimalni normalni napon? Poznate veličine su M, l i c.
Jednačine ravnoteže:
Napadni momenti :
⇒=⋅+−=∑ 03lFMM BAi( ),3lMFB =
⇒=+−=∑ 0BAi FFY ( ).3lMFA =
,3''
MlFMM A
liCC −=⋅−==∑
.3
2'''' MMlFMM A
liCC +=+⋅−==∑
Određivanje položaja neutralne osex:
Određivanje momenta inercije za neutralnu osu:
Određivanje otpornog momenta i maksimalnog normalnog napona:
( )( ) ( ),86,138
8
81
3
512
8
3
3
48 4443
)2()1( ccccc
III uuu ≈
π−=π−=−=
( ) .4,209642
92
8
81
3
512 442
2ccvAII Tux ≈
π−−
π−=⋅−=
( )( ) ( )
( )( ) ( ),575,2
96492
23
48
334
23
248
2
2
2211 ccc
cc
ccccc
AvAvA
A
vAv ii
T ≈π−
=π−
π⋅⋅π−⋅
=⋅−⋅=⋅
=∑
.863,172
932 22 ccA ≈
π−=
⇒== cvy T 9217,7max
⇒== 3
max
5752,2 cy
IW x
x .25888,03
maxmax c
M
W
M
x
==σ
l,qFB 4
15=⇒
Primer 3.8 Za zadat gredni nosač: odrediti otpore oslonaca, nacrtati dijagrame momenata savijanja i transverzalnih sila, odrediti maksimalni normalni napon i tangencijalni napon u tački N preseka B+ε? Poznate veličine su q, l i c.
Jednačine ravnoteže:
Napadni momenti :
03223
3 =⋅−⋅+⋅⋅−=∑ llqlFl
lqM BAi
⇒=−+⋅−=∑ 03 lqFlqFY BAil.qFA 4
1=
,32844
2lqllq
lFMM A
lEiE +=⋅⋅−⋅+==∑
.2
3
22lq
llqllqMM d
BiB −=⋅⋅−⋅−==∑
Određivanje momenta inercije za neutralnu osu:
Određivanje otpornog momenta i maksimalnog normalnog napona:
( ) ( ) ( ) ( ).238
12
342
12
862 4
33)2()1( c
ccccIII xxx =⋅−⋅=−=
⇒= cy 4max
⇒== 3
max2
119c
y
IW x
x.
119
33
2max
max c
lq
W
M
x
==σ
Određivanje tangencijalnog napona:
l,qFBT 2=ε+
⇒=⋅= 32 212
76 c
ccSN
.34
1
6238
21224
3
c
lq
cc
clq
I
SF
x
NBTN =
⋅⋅=
ξ⋅⋅
=τ ε+
Primer 3.9 Za zadat gredni nosač: odrediti otpore oslo-naca, nacrtati dijagrame momenata savijanja i transve-rzalnih sila, odrediti maksi-malni normalni napon i tange-ncijalni napon u tački N preseka B-ε? Poznate veličine su q, l i c.
Jednačine ravnoteže:
Napadni momenti :
⇒=⋅+⋅⋅−=∑ 02
lFl
lqM BAi l,qFB 2
1=
⇒=+⋅−=∑ 0BAi FlqFY l.qFA 2
1=
Pošto su napadni momenti (momenti savijanja) u tačkama A i B, jednaki „0“ izračunajmo njegovu ekstremnu vrednost u tački E:
.8422
2lqllq
lFMM A
lEiE +=⋅⋅−⋅+==∑
Određivanje momenta inercije za neutralnu osu:
Određivanje otpornog momenta i maksimalnog normalnog napona:
Određivanje tangencijalnog napona:
( ) ( ) ( ) ( ).63
12
34
12
644 4
33)2()1( c
ccccIII xxx =⋅−⋅=−=
⇒= cy 3max
⇒== 3
max
21cy
IW x
x.
168
13
2max
maxc
lq
W
M
x
==σ
,2
lqF
BT =ε−
32
243 152
23
223
6243
cccc
cyAyASStt
AxN
N =⋅⋅+⋅=⋅⋅+⋅==
.84
5
263
152
24
3
c
lq
cc
clq
I
SF
x
NBTN =
⋅
⋅=
ξ⋅⋅
=τ⇒ ε−
Primer 3.10 Za zadatu konzolu: odrediti reakcije u uklještenju, nacrtati dijagrame momenata savijanja i transverzalnih sila, odrediti maksimalni normalni napon i tangencijalni napon u tački N preseka A'=A+ε ? Poznate veličine su F, l i c.
Pošto je napadni moment (moment savijanja) u tački B jednak „0“, izračunajmo njegovu vrednost samo u tački A', koja se nalazi beskonačno blizu desno od tačke A, u kojoj dejstvuje moment uklještenja :AM −==∑ l
iAA MM ''l.FA −=M
Određivanje momenta inercije za neutralnu osu:
Određivanje otpornog momenta i maksimalnog normalnog napona:
Određivanje tangencijalnog napona:
( )[ ] ( ) ( ) ( ) ,24
212
84222 22
432
2)2()1()2()1(
2
⋅π+π⋅−⋅=⋅+−=−= ccccc
cAIIIII xxxxx
,4cBI x ⋅=⇒ .96,143≈B
⇒= cy 4max
⇒== 3
max4
cB
y
IW x
x .100
7785,2433
maxmax
c
lF
c
lF
BW
M
x
≈==σ
,FFAT =ε+
⇒=⋅= 32 1427
4 cc
cSN
.100
4312,2
4
1424
3
c
F
cBc
cF
I
SF
x
NATN ≈
⋅⋅=
ξ⋅⋅
=τ ε+
Primer 3.11 Za zadatu konzolu: odrediti reakcije u uklještenju, nacrtati dijagrame momenata savijanja i transverzalnih sila, odrediti maksimalni normalni napon i tangencijalni napon u tački N preseka A'=A+ε ? Poznate veličine su F, l i c.
Jednačine ravnoteže:
Napadni momenti :
0223 =⋅−⋅++=∑ lFlFM AAi Ml,FA ⋅=⇒M
⇒=−+−=∑ 023 FFFY Ai.FFA =
−==∑ liAA MM ''
l,FA −=M
−==∑ lCiC MM l.FlFAA 2−=⋅−M
Određivanje momenta inercije za neutralnu osu:
Određivanje otpornog momenta i maksimalnog normalnog napona:
Određivanje tangencijalnog napona:
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ).136
12
22
12
62
12
84 4333
)3()2()1( ccccccc
IIII xxxx =⋅+⋅−⋅=+−=
⇒= cy 4max
⇒== 3
max
34cy
IW x
x.
17
13
maxmax
c
lF
W
M
x
==σ
,FFAT =ε+
⇒=⋅= 32 1427
4 cc
cSN
.136
7
2136
1424
3
c
F
cc
cF
I
SF
x
NATN =
⋅⋅=
ξ⋅⋅
=τ ε+
Primer 3.12 Za zadatu konzolu: odrediti reakcije u uklještenju, nacrtati dijagrame momenata savijanja i transverzalnih sila, odrediti maksimalni normalni napon i tangencijalni napon u tački N preseka A'=A+ε ? Poznate veličine su q, l i c.
Jednačine ravnoteže:
Napadni momenti :
⇒=⋅⋅++=∑ 02
llqM AAi M ,
2
1 2lqA =M
⇒=⋅++=∑ 0lqFY Ail.qFA =
−==∑ liAA MM '' .
2
1 2lqA −=M
Određivanje momenta inercije za neutralnu osu:
Određivanje otpornog momenta i maksimalnog normalnog napona:
Određivanje tangencijalnog napona:
( ) ( ) ( ) ( ).90
12
324
12
644 4
33)2()1( c
ccccIII xxx =⋅+⋅=+=
⇒= cy 3max ⇒== 3
max
30cy
IW x
x.
60
13
2max
maxc
lq
W
M
x
==σ
l,qFAT =ε+ ⇒=⋅⋅+⋅= 322 2432
2
312 ccc
ccSN
.30
1
890
2424
3
c
lq
cc
clq
I
SF
x
NATN =
⋅⋅=
ξ⋅⋅
=τ ε+
l,qFB 4
5=⇒
Primer 3.13 Za zadat gredni nosač: odrediti otpore oslonaca, nacrtati dijagrame momenata savijanja i transverzalnih sila, odrediti maksimalni normalni napon i tangencijalni napon u tački N preseka B-ε? Poznate veličine su q, l i c.
Jednačine ravnoteže:
Napadni momenti :
022
3 =⋅+⋅−⋅⋅−=∑ lFllql
lqM BAi
⇒=+−⋅−=∑ 03 BAi FlqlqFY l.qFA 4
11=
,4
222
22 lqlqllqMM l
AiA −=−=⋅⋅−==∑
.4
32
2lqllqlFMM B
dDiD +=⋅⋅−⋅+==∑
Određivanje momenta inercije za neutralnu osu:
Određivanje otpornog momenta i maksimalnog normalnog napona:
Određivanje tangencijalnog napona:
( ) ( ) ( ) ( ).184
12
622
12
862 4
33)2()1( c
ccccIII xxx =⋅−⋅=−=
⇒= cy 4max
⇒== 3
max
46cy
IW x
x.
184
33
2max
maxc
lq
W
M
x
==σ
,45 lqFBT =ε−
( ) ⇒=⋅= 32 21276 cccSN
( ).
1472
105
2184
214524
3
c
lq
cc
clq
I
SF
x
NBTN =
⋅⋅=
ξ⋅⋅
=τ ε−
Primer 3.14 Za zadat gredni nosač: odrediti otpore oslonaca, nacrtati dijagrame momenata savijanja i transverzalnih sila, dimenzionisati i smatrajući veličinu cpoznatom odrediti tange-ncijalni napon u tački Npreseka A-ε? Poznate veličine su q, l i σd.
Jednačine ravnoteže:
Napadni momenti :
⇒=⋅+−⋅⋅−=∑ 022
3 2 lFlql
lqM BAi l,qFB 4
5=
⇒=+⋅−=∑ 03 BAi FlqFY l.qFA 4
7=
,4
222
22 lqlqllqMM l
AiA −=−=⋅⋅−==∑
,32
7
8
7
4
7
4
3 2lqllq
lFMM A
lEiE −=⋅⋅−+==∑
,4
32
2
''''
lqllqlFMM B
diDD +=⋅⋅−⋅+==∑
.4
12
22
''
lqlq
llqlFMM B
diDD −=−⋅⋅−⋅+==∑
Određivanje momenta inercije za neutralnu osu:
Određivanje otpornog momenta i dimenzionisanje:
Određivanje tangencijalnog napona:
( ) ( ) ( ) ( ).
3
220
12
22
12
6222 4
33)2()1( c
ccccIII xxx =⋅+⋅=+=
⇒= cy 3max
⇒== 3
max9
220c
y
IW x
x⇒σ≤==σ d
x c
lqW
M3
2max
max 88027
.880
273
2
d
lqc
σ≥
l,qFAT =ε− ⇒=⋅⋅= 32 8222 cccSN
.110
3
43
2208
24
3
c
lq
cc
clq
I
SF
x
NATN =
⋅
⋅=ξ⋅⋅
=τ ε−
Primer 3.15 Za zadat gredni nosač: odrediti otpore oslonaca, nacrtati dijagrame momenata savijanja i transverzalnih sila, dimenzionisati i smatrajući veličinu cpoznatom odrediti maksimalni normalni napon u preseku C i tange-ncijalni napon u tački N preseka C-ε? Poznate veličine su q, l i σd.
Jednačine ravnoteže:
Napadni momenti :
.3
22
22
''
lqlq
llqlFMM B
diDD +=−⋅⋅−⋅+==∑
,3
52
2
''''
lqllqlFMM B
diDD +=⋅⋅−⋅+==∑
,3
42
2lqllqlFMM A
lCiC +=⋅⋅−⋅==∑
⇒=+⋅−−=∑ 03 BAi FlqlqFY l.qFA 6
11=
0323
3 2 =⋅+−⋅−⋅⋅−=∑ lFlqllql
lqM BAi
l,qFB 6
13=⇒
Određivanje momenta inercije za neutralnu osu i otpornog momenta:
Određivanje tangencijalnog napona:
( ) ( ).36
3666 4
3
ccc
I x =⋅=⇒Iz tablice
.94
36 34
max
cc
c
y
IW x
x ===⇒cy 4max
=
.27
4
93
4
3
2
3
2
maxc
lq
c
lq
W
M
x
CC ===σ
Određivanje maksimalnog normalnog napona i dimenzionisanje:
,27
53
2max
maxc
lq
W
M
x
==σ ⇒σ≤=σ dc
lq3
2
max 27
5.
5
3
13
2
d
lqc
σ≥
l,qFCT 6
5=ε−
( ) ( ) 3
332
34
244
cccc
SN =⋅⋅=
.815
436332
65
24
3
c
lq
cc
clq
I
SF
x
NCTN =
⋅
⋅=
ξ⋅⋅
=τ⇒ ε−
Određivanje maksimalnog normalnog napona u preseku C:
smatrajući veličinu d poznatom odrediti maksimalni normalni napon u preseku C i tangenci-jalni napon u tački N preseka C-ε? Poznate veličine su q, l i σd. Jednačine ravnoteže:
Napadni momenti :
Primer 3.16 Za zadatu konzolu: odrediti otpore oslonaca, nacrtati dijagrame momenata savijanja i transverzalnih sila, dimenzionisati i
.2 22 lqlqllqMM dCiC −=+⋅⋅−==∑
,2
1
222
'' lqlql
lqMM diDD +=+⋅⋅−==∑
,2
1
22
'''' lql
lqMM diDD −=⋅⋅−==∑
−==∑ liAA MM ''
,2
5 2lqA −=M
02
33 2 =++⋅+⋅⋅−=∑ AAi lqllq
llqM M
,2
5 2lqA =⇒M
⇒=⋅−+=∑ 03lqlqFY Ail.qFA 2=
Određivanje momenta inercije za neutralnu osu i otpornog momenta:
Određivanje tangencijalnog napona:
Određivanje maksimalnog normalnog napona i dimenzionisanje:
Određivanje maksimalnog normalnog napona u preseku C:
Iz tablice
2max
dy =
.64
4π=⇒d
I x
.32
3
max
π==⇒d
y
IW x
x
,80
3
2max
maxd
lq
W
M
x π==σ ⇒σ≤
π=σ d
d
lq3
2
max
80.
803
2
d
lqd
πσ≥
.32
32
3
2
3
2
maxd
lq
d
lq
W
M
x
CC π
=π
==σ
l,qFCT =ε−
32
12
1
32
4
8d
dd
SN =π
⋅π⋅=
.3
16
64
12
1
24
3
d
lq
dd
dlq
I
SF
x
NCTN =
⋅π
⋅=
ξ⋅⋅
=τ⇒ ε−