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Elastische Beugung

Storyboard

Wenn ein Drehmoment auf einen Körper angewendet wird, kann er sich biegen oder verformen. Die Art und Weise, wie dies geschieht, hängt sowohl von der Geometrie des Körpers als auch von der Art und Weise ab, wie das Drehmoment angewendet wird. Darüber hinaus ist es möglich, die elastische Energie abzuschätzen, die der Körper in Abhängigkeit von der erlittenen Verformung aufnimmt.

>Modell

ID:(2062, 0)



Biegen eines Balkens

Definition

Wird ein Balken gebogen, so beobachtet man, dass sich die Schnitte um den Winkel \gamma drehen:

für die es erforderlich ist, mit Scherung zu spannen (ein Paar entgegengesetzter Spannungen).

ID:(14185, 0)



Elastische Beugung

Storyboard

Wenn ein Drehmoment auf einen Körper angewendet wird, kann er sich biegen oder verformen. Die Art und Weise, wie dies geschieht, hängt sowohl von der Geometrie des Körpers als auch von der Art und Weise ab, wie das Drehmoment angewendet wird. Darüber hinaus ist es möglich, die elastische Energie abzuschätzen, die der Körper in Abhängigkeit von der erlittenen Verformung aufnimmt.

Variablen

Symbol
Text
Variable
Wert
Einheiten
Berechnen
MKS-Wert
MKS-Einheiten
$N_x$
N_x
Axialkraft im Balken
N
$q_z$
q_z
Belastung pro Länge des Trägers
N/m
$M_y$
M_y
Drehmoment am Balken
N m
$E$
E
Elastizitätsmodul
Pa
$x$
x
Entlang des Balkens positionieren
m
$y$
y
In der Breite auf dem Balken positionieren
m
$z$
z
In der Höhe auf dem Balken positionieren
m
$n$
n
Lange Axialkraft im Balken
N/m
$I_b$
I_b
Trägheitsmoment des Abschnitts
m^4
$u_z$
u_z
Verschiebung in z
m
$Q_z$
Q_z
Vertikale Kraft zur Balkenachse
N

Berechnungen


Zuerst die Gleichung auswählen:   zu ,  dann die Variable auswählen:   zu 

Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

Berechnungen

Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

 Variable   Gegeben   Berechnen   Ziel :   Gleichung   Zu verwenden



Gleichungen

Wenn man betrachtet, wie die Vertikale Kraft zur Balkenachse ($Q_z$) in Abh ngigkeit von die Belastung pro Länge des Trägers ($q_z$) ber ein Element von die Entlang des Balkens positionieren ($x$) variiert, erh lt man:

$Q - qdx - (Q + dQ) = 0$



daraus folgt:

$-qdx - dQ = 0$



was zu folgender Gleichung f hrt:

equation

Die Variation von der Drehmoment am Balken ($M_y$) entlang die Entlang des Balkens positionieren ($x$) ist in der Gr enordnung des Hebelarms der L nge des Elements die Entlang des Balkens positionieren ($x$) multipliziert mit die Vertikale Kraft zur Balkenachse ($Q_z$), daher:

$-M - Qdx + (M + dM) = 0$



was impliziert:

$-Qdx + dM = 0$



das hei t:

equation

Da die Ableitung von der Drehmoment am Balken ($M_y$) nach die Entlang des Balkens positionieren ($x$) Die Vertikale Kraft zur Balkenachse ($Q_z$) ergibt:

equation=15889

und die Ableitung von die Vertikale Kraft zur Balkenachse ($Q_z$) gleich minus die Belastung pro Länge des Trägers ($q_z$) ist:

equation=15888

f hrt uns die Ableitung der ersten zu:

equation

Wenn man betrachtet, wie die Axialkraft im Balken ($N_x$) in Abh ngigkeit von die Lange Axialkraft im Balken ($n$) ber ein Element von die Entlang des Balkens positionieren ($x$) variiert, erh lt man:

$N - ndx - (N + dN) = 0$



daraus folgt:

$-ndx - dN = 0$



was uns zu folgendem f hrt:

equation

Mit der Drehmoment am Balken ($M_y$), die Belastung pro Länge des Trägers ($q_z$) und die Entlang des Balkens positionieren ($x$) wird die Gleichung f r das Drehmoment aufgestellt:

equation=15890

welche in Kombination mit der Verschiebungsgleichung, die der Elastizitätsmodul ($E$), der Trägheitsmoment des Abschnitts ($I_b$) und der Verschiebung in z ($u_z$) einbezieht:

equation=14195

zu folgendem f hrt:

equation


Beispiele


mechanisms

Im Allgemeinen muss der Drehmoment am Balken ($M_y$) an beiden Enden angewendet werden, um die Biegung zu erzeugen:

image

Der Unterschied zwischen beiden Momenten entspricht dem Moment, das durch die Vertikale Kraft zur Balkenachse ($Q_z$) erzeugt wird, mit einem Intervall, das der Variation von die Entlang des Balkens positionieren ($x$) entspricht:

equation=15889

die Axialkraft im Balken ($N_x$) kann sich wiederum entlang der Achse ndern:

image

Diese nderung entspricht die Lange Axialkraft im Balken ($n$) entlang der Achse:

equation=15891

Schlie lich variiert die Vertikale Kraft zur Balkenachse ($Q_z$) in Abh ngigkeit von die Belastung pro Länge des Trägers ($q_z$), was dem Eigengewicht des Tr gers entsprechen kann:

image

Somit entspricht die nderung von die Vertikale Kraft zur Balkenachse ($Q_z$) entlang die Entlang des Balkens positionieren ($x$) Die Belastung pro Länge des Trägers ($q_z$), wie folgt:

equation=15888

Durch die Kombination der ersten und der letzten Gleichung erh lt man die Deformationsgleichung:

equation=15890


model

Die Belastung pro Länge des Trägers ($q_z$) kann berechnet werden, basierend darauf, wie die Vertikale Kraft zur Balkenachse ($Q_z$) entlang die Entlang des Balkens positionieren ($x$) variiert. Daher:

kyon

Die Lange Axialkraft im Balken ($n$) kann berechnet werden, basierend darauf, wie die Axialkraft im Balken ($N_x$) entlang die Entlang des Balkens positionieren ($x$) variiert. Daher:

kyon

Die Vertikale Kraft zur Balkenachse ($Q_z$) kann basierend darauf berechnet werden, wie der Drehmoment am Balken ($M_y$) entlang die Entlang des Balkens positionieren ($x$) variiert, daher:

kyon

Die Kr mmung von der Drehmoment am Balken ($M_y$) in die Entlang des Balkens positionieren ($x$) ist gleich minus die Belastung pro Länge des Trägers ($q_z$):

kyon

Der Trägheitsmoment des Abschnitts ($I_b$) f r einen Querschnitt einer Stange wird berechnet, indem ber den Querschnitt in der Ebene die In der Breite auf dem Balken positionieren ($y$) und die In der Höhe auf dem Balken positionieren ($z$) integriert wird:

kyon

El momento de flexi n se calcula sumando todas las fuerzas que genera el s lido en la secci n multiplicado por la distancia de esta al eje en que rota la secci n. La suma de estos genera el momento de tensi n que tiene la forma

kyon

Mit der Gleichung f r der Drehmoment am Balken ($M_y$) in Abh ngigkeit von die Belastung pro Länge des Trägers ($q_z$) und die Entlang des Balkens positionieren ($x$) sowie der Gleichung f r die Biegung unter Einbeziehung von der Elastizitätsmodul ($E$), der Trägheitsmoment des Abschnitts ($I_b$) und der Verschiebung in z ($u_z$) ergibt sich:

kyon


>Modell

ID:(2062, 0)