Αντοχή σε κάμψη | Είναι πλήρης επισκόπηση και 10 συχνές ερωτήσεις

Περιεχόμενο

Δύναμη κάμψης

"Δύναμη κάμψης (σ), αναγνωρίζεται επίσης ως Συντελεστής ρήξης, ή δύναμη κάμψης, ή εγκάρσια δύναμη ρήξης, είναι μια ιδιότητα του υλικού, καλά καθορισμένη ως η τάση του υλικού λίγο πριν αποδώσει σε μια δοκιμή κάμψης. Ένα δείγμα (κυκλική / ορθογώνια διατομή) κάμπτεται μέχρι να σπάσει ή να αποδώσει χρησιμοποιώντας δοκιμή κάμψης 3 σημείων. Η αντοχή σε κάμψη υποδηλώνει την υψηλότερη πίεση που ασκείται τη στιγμή της απόδοσης. "

Ορισμός της κάμψης

Η αντοχή σε κάμψη μπορεί να οριστεί ως η κανονική τάση που δημιουργείται στο υλικό λόγω της κάμψης ή κάμψης του μέλους σε μια δοκιμή κάμψης. Αξιολογείται χρησιμοποιώντας μια μέθοδο κάμψης τριών σημείων στην οποία ένα δείγμα κυκλικής ή ορθογώνιας διατομής αποδίδεται μέχρι θραύσης. Είναι η μέγιστη τάση που βιώνεται στο σημείο απόδοσης από αυτά τα υλικά.

Τύπος κάμψης αντοχής | Μονάδα κάμψης αντοχής

Ας υποθέσουμε ένα ορθογώνιο δείγμα κάτω από μια ρύθμιση κάμψης σε 3 σημεία:

\ sigma = \ frac {3WL} {2bd ^ 2}

Όπου W είναι η δύναμη στο σημείο θραύσης ή αστοχίας

L είναι η απόσταση μεταξύ των στηριγμάτων

b είναι το πλάτος της δέσμης

d είναι το πάχος της δέσμης

Η μονάδα αντοχής σε κάμψη είναι MPa, Pa κ.λπ.

Ομοίως, σε ρύθμιση κάμψης 4 σημείων όπου το διάστημα φόρτωσης είναι το μισό του εύρους στήριξης

\ sigma = \ frac {3WL} {4bd ^ 2}

Παρομοίως, σε ρύθμιση κάμψης 4 σημείων όπου το εύρος φόρτωσης είναι το 1/3 του εύρους στήριξης

\ sigma = \ frac {WL} {bd ^ 2}

Δοκιμή αντοχής σε κάμψη

Αυτή η δοκιμή παράγει τάση εφελκυσμού στην κυρτή πλευρά του δείγματος και πίεση συμπίεσης στην αντίθετη πλευρά. Ο λόγος εύρους προς βάθος ελέγχεται για ελαχιστοποίηση της διατμητικής τάσης που προκαλείται. Για τα περισσότερα υλικά, η αναλογία L / d είναι ίση με 16.

Σε σύγκριση με τη δοκιμή κάμψης τριών σημείων κάμψης, η δοκιμή κάμψης κάμψης τεσσάρων σημείων παρατηρεί ότι δεν υπάρχουν δυνάμεις διάτμησης στην περιοχή μεταξύ των δύο πείρων φόρτωσης. Έτσι, η δοκιμή κάμψης τεσσάρων σημείων είναι καταλληλότερη για εύθραυστα υλικά που δεν μπορούν να αντέξουν τάσεις διάτμησης.

Δοκιμή τριών σημείων και εξισώσεις

Ισοδύναμο φορτίο σημείου wL θα ενεργήσει στο κέντρο της δέσμης. δηλαδή, στο L / 2

Δύναμη κάμψης
FBD για δοκιμή Bend

Η τιμή της αντίδρασης στα Α και Β μπορεί να υπολογιστεί εφαρμόζοντας συνθήκες ισορροπίας

\ άθροισμα F_x = 0, \ άθροισμα F_y = 0, \ άθροισμα M_A = 0

Για κάθετη ισορροπία,

\ άθροισμα F_y = 0

R_A + R_B = W ............. [1]

Λαμβάνοντας μια στιγμή για το Α, το ρολόι του ρολογιού θετικό και το Counter Clockwise στιγμή θεωρείται αρνητικό

W * (L / 2) - R_B * L = 0

R_B = \ frac {W} {2}

Βάζοντας την τιμή του RB σε [1], παίρνουμε

\\ R_A = W-R_B \\ \\ R_A = W- \ frac {W} {2} \\ \\ R_A = \ frac {W} {2}

Ακολουθώντας τη σύμβαση Sign για SFD και BMD

Δύναμη διάτμησης στο Α

V_A = R_A = \ frac {W} {2}

Δύναμη διάτμησης σε C

\\ V_C = R_A- \ frac {W} {2} \\ \\ V_C = \ frac {W} {2} - \ frac {W} {2} = 0

Δύναμη διάτμησης στο Β

\\ V_B = R_B = - \ frac {W} {2}

Για το διάγραμμα ροπής ροπής, εάν αρχίσουμε να υπολογίζουμε τη ροπή κάμψης από το Αριστερή πλευρά ή το αριστερό άκρο της δοκού, Δεξιόστροφη στιγμή θεωρείται θετικό. Αντίθετα προς τα δεξιά λαμβάνεται ως Αρνητικός.

Στιγμή κάμψης σε A = MA = 0

Στιγμή κάμψης στο C

\\ M_C = M_A- \ frac {W} {2} * \ frac {L} {2} \\ \\ M_C = 0- \ frac {WL} {4} \\ \\ M_C = \ frac {-WL } {4}

Στιγμή κάμψης στο B = 0

Σε ρύθμιση κάμψης 3 σημείων, η δύναμη κάμψης δίνεται από

\ sigma = \ frac {3WL} {2bd ^ 2}

Όπου W είναι η δύναμη στο σημείο θραύσης ή αστοχίας

L είναι η απόσταση μεταξύ των στηριγμάτων

b είναι το πλάτος της δέσμης

d είναι το πάχος της δέσμης

Η μονάδα αντοχής σε κάμψη είναι MPa, Pa κ.λπ.

Τεστ τεσσάρων σημείων και εξισώσεις

Εξετάστε μια απλώς υποστηριζόμενη δέσμη με δύο ίσα φορτία W που ενεργούν σε απόσταση L / 3 και από τα δύο άκρα.

Η τιμή της αντίδρασης στα Α και Β μπορεί να υπολογιστεί εφαρμόζοντας συνθήκες ισορροπίας

\ άθροισμα F_x = 0, \ άθροισμα F_y = 0, \ άθροισμα M_A = 0

Για κάθετη ισορροπία,

\ άθροισμα F_y = 0

R_A + R_B = W ............. [1]

Λαμβάνοντας μια στιγμή για το Α, το ρολόι του ρολογιού θετικό και το Counter Clockwise στιγμή θεωρείται αρνητικό

W * [L / 6] - R_B * L = W [L / 3]

R_B = \ frac {W} {2}

Βάζοντας την τιμή του RB σε [1], παίρνουμε

\\ R_A = W-R_B \\ \\ R_A = W- \ frac {W} {2} \\ \\ R_A = \ frac {W} {2}

Ακολουθώντας τη σύμβαση Sign για SFD και BMD

Δύναμη διάτμησης στο Α

V_A = R_A = \ frac {W} {2}

Δύναμη διάτμησης σε C

\\ V_C = R_A- \ frac {W} {2} \\ \\ V_C = \ frac {W} {2} - \ frac {W} {2} = 0

Δύναμη διάτμησης στο Β

\\ V_B = R_B = - \ frac {W} {2}

Για το διάγραμμα ροπής ροπής, εάν αρχίσουμε να υπολογίζουμε τη ροπή κάμψης από το Αριστερή πλευρά ή το αριστερό άκρο της δοκού, Δεξιόστροφη στιγμή θεωρείται θετικό. Αντίθετα προς τα δεξιά λαμβάνεται ως Αρνητικός.

Στιγμή κάμψης σε A = MA = 0

Στιγμή κάμψης στο C = [W / 2] * [L / 3] ………………………… [αφού η στιγμή είναι αριστερόστροφα, η ροπή κάμψης βγαίνει ως αρνητική]

Στιγμή κάμψης σε C =

\\ M_C = \ frac {WL} {6}

Στιγμή κάμψης στο D =

M_D=\frac{W}{2}*\frac{2L}{3}-\frac{W}{2}*\frac{L}{3}

M_D = \ frac {WL} {6}

Στιγμή κάμψης στο B = 0

Για ένα ορθογώνιο δείγμα σε ρύθμιση κάμψης 4 σημείων:

Ομοίως, όταν το διάστημα φόρτωσης είναι το 1/3 του εύρους στήριξης

\ sigma = \ frac {WL} {bd ^ 2}

Σε ρύθμιση κάμψης 4 σημείων όπου το διάστημα φόρτωσης είναι το μισό του εύρους στήριξης

\ sigma = \ frac {3WL} {4bd ^ 2}

Όπου W είναι η δύναμη στο σημείο θραύσης ή αστοχίας

L είναι η απόσταση μεταξύ των στηριγμάτων

b είναι το πλάτος της δέσμης

d είναι το πάχος της δέσμης

Η μονάδα αντοχής σε κάμψη είναι MPa, Pa κ.λπ.

Αντοχή κάμψης έναντι μέτρου Flexural

Το Flexural Modulus είναι ένας λόγος που προκαλείται από το στρες κατά την κάμψη κάμψης προς το στέλεχος κατά την παραμόρφωση της κάμψης. Είναι η ιδιότητα ή η ικανότητα του υλικού να αντιστέκεται στην κάμψη. Συγκριτικά, η αντοχή σε κάμψη μπορεί να οριστεί ως η κανονική τάση που δημιουργείται στο υλικό λόγω της κάμψης ή κάμψης του μέλους σε μια δοκιμή κάμψης. Αξιολογείται χρησιμοποιώντας τη μέθοδο κάμψης τριών σημείων στην οποία ένα δείγμα κυκλικής ή ορθογώνιας διατομής κάμπτεται μέχρι θραύσης ή αποδόσεως. Είναι η μέγιστη τάση που βιώνει το υλικό στο σημείο απόδοσης.

Ας υποθέσουμε ότι μια ορθογώνια διατομή είναι κατασκευασμένη από ισοτροπικό υλικό, W είναι η δύναμη που ασκείται στο μέσο της δέσμης, L είναι το μήκος της δέσμης, b είναι το πλάτος της δέσμης, d είναι το πάχος της δέσμης. δ είναι μια εκτροπή της δέσμης

Για ρύθμιση κάμψης 3 σημείων:

Το Flexural Modulus μπορεί να δοθεί από

E_ {bend} = \ frac {\ sigma} {\ epsilon}

E_ {bend} = \ frac {WL ^ 3} {4bd ^ 3 \ δέλτα}

για μια απλώς υποστηριζόμενη δέσμη με φορτίο στο κέντρο, η εκτροπή της δέσμης μπορεί να δοθεί από

\ delta = \ frac {WL ^ 3} {48EI}

Αντοχή σε κάμψη έναντι αντοχής σε εφελκυσμό

Η αντοχή εφελκυσμού είναι η μέγιστη τάση εφελκυσμού που ένα υλικό μπορεί να αντέξει υπό φορτίο εφελκυσμού. Είναι ιδιοκτησία του υλικού. Είναι ανεξάρτητο από το σχήμα του δείγματος. Επηρεάζεται από το πάχος του υλικού, τις εγκοπές, τις εσωτερικές κρυσταλλικές δομές κ.λπ.

Η αντοχή σε κάμψη δεν είναι ιδιοκτησία του υλικού. Είναι η κανονική τάση που δημιουργείται στο υλικό λόγω της κάμψης ή κάμψης του μέλους σε μια δοκιμή κάμψης. Εξαρτάται από το μέγεθος και το σχήμα του δείγματος. Το ακόλουθο παράδειγμα θα εξηγήσει περαιτέρω:

Εξετάστε ένα τετράγωνο δοκό διατομής και ένα διαμάντι διατομή δοκό με πλευρές 'a"και στιγμή κάμψης M

Για τετραγωνική δοκό διατομής

Από την εξίσωση του Euler-Bernoulli

\\ M = \ frac {\ sigma I / y} {y} \\ \\ Z = \ frac {I} {y} \\ \\ M_1 = \ frac {\ sigma _1 a ^ 3} {6}

Για δοκό διατομής Diamond

\\ I = \ frac {bd ^ 3} {12} * 2 \\ \\ I = \ sqrt {2} α * [\ frac {a} {\ sqrt {2}}] ^ 3 * \ frac {2 } {12} \\\\ \\ Z = \ frac {I} {y} = \ frac {a ^ 3} {6 \ sqrt {a}} \\\\ \\ M_2 = \ frac {\ sigma _2 α ^ 3} {6 \ sqrt {α}}

Αλλά Μ1 = Μ2

\\\ frac {\ sigma _1 a ^ 3} {6} = \ frac {\ sigma _2 a ^ 3} {6 \ sqrt {a}} \\\\\ sigma _2 = \ sqrt {2} \ sigma _1 \\\ sigma _2> \ sigma _1

Αντοχή κάμψης σκυροδέματος

Διαδικασία για την αξιολόγηση της αντοχής κάμψης του σκυροδέματος

  1. Εξετάστε την επιθυμητή ποιότητα σκυροδέματος και προετοιμάστε ένα μη ενισχυμένο δείγμα διαστάσεων 12in x 4 in x 4 in. Θεραπεύστε το παρασκευασμένο διάλυμα για 26-28 ημέρες.
  2. Πριν πραγματοποιήσετε τη δοκιμή Flexure, Αφήστε το δείγμα να ηρεμήσει στο νερό στους 25 C για 48 ώρες.
  3. Πραγματοποιήστε αμέσως τη δοκιμή κάμψης στο δείγμα ενώ βρίσκεται σε υγρή κατάσταση. [Γρήγορα μετά την αφαίρεση του δείγματος από το νερό]
  4. Για να υποδείξετε τη θέση στήριξης του κυλίνδρου, σχεδιάστε μια γραμμή αναφοράς σε απόσταση 2 ιντσών και από τις δύο άκρες του δείγματος.
  5. Τα υποστηρίγματα κυλίνδρων λειτουργούν ως απλά υποστηριζόμενη δέσμη. Η σταδιακή εφαρμογή φορτίου γίνεται στον άξονα της δέσμης.
  6. Το φορτίο αυξάνεται συνεχώς έως ότου η τάση στην ακραία ίνα της δέσμης αυξηθεί με ρυθμό 98 lb./sq. σε / λεπτό
  7. Το φορτίο εφαρμόζεται συνεχώς έως ότου σπάσει το δοκίμιο και καταγράφεται η μέγιστη τιμή φορτίου.

Σε ρύθμιση κάμψης 3 σημείων, η δύναμη κάμψης δίνεται από

\ sigma = \ frac {3WL} {2bd ^ 2}

Όπου W είναι η δύναμη στο σημείο θραύσης ή αστοχίας

L είναι η απόσταση μεταξύ των στηριγμάτων

b είναι το πλάτος της δέσμης

d είναι το πάχος της δέσμης

Η μονάδα αντοχής σε κάμψη είναι MPa, Pa κ.λπ.

Η αντοχή σε κάμψη είναι σχεδόν = 0.7 φορές η αντοχή σε θλίψη του σκυροδέματος.

Αντοχή σε κάμψη από χάλυβα

Εξετάστε μια χαλύβδινη δέσμη με πλάτος = 150 mm, βάθος = 150 mm και μήκος = 700 mm, το εφαρμοζόμενο φορτίο είναι 50 kN και βρείτε την καμπτική τάση της δέσμης της δέσμης;

Σε ρύθμιση κάμψης 3 σημείων, το Flexural stress δίνεται από

\\\sigma=\frac{3WL}{2bd^2} \\\\\sigma=\frac{3*50*10^3*0.7}{2*0.15*0.15^2} \\\\\sigma=15.55\;MPa

Αντοχή σε κάμψη αλουμινίου

Η αντοχή σε κάμψη του αλουμινίου βαθμού 6061 είναι 299 MPa.

Αντοχή σε κάμψη ξύλου

Ο παρακάτω πίνακας δείχνει την αντοχή σε κάμψη των διαφόρων τύπων ξύλου.

Τύπος ξύλουΑντοχή σε κάμψη [MPa]
κλήθρα67.56 MPa
Φλαμουριά103.42 MPa
Τρομώδης57.91 MPa
Basswood59.98 MPa
Φηγός102.73 MPa
Birch, Κίτρινο114.45 MPa
Butternut55.84 MPa
Κεράσι84.80 MPa
κάστανο59.29 MPa
φτελιά81.35 MPa
Αγριοκαρυδιά139.27 MPa

Αντοχή κάμψης κυλίνδρου

Εξετάστε μια απλώς υποστηριζόμενη δέσμη με δύο ίσα φορτία W / 2 που ενεργούν σε απόσταση L / 3 από κάθε άκρο.

Η τιμή της αντίδρασης στα Α και Β μπορεί να υπολογιστεί εφαρμόζοντας συνθήκες ισορροπίας

\ άθροισμα F_x = 0, \ άθροισμα F_y = 0, \ άθροισμα M_A = 0

Για κάθετη ισορροπία,

\ άθροισμα F_y = 0

R_A + R_B = W ............. [1]

Λαμβάνοντας μια στιγμή για το Α, το ρολόι του ρολογιού θετικό και το Counter Clockwise στιγμή θεωρείται αρνητικό

W * [L / 6] - R_B * L = W [L / 3]

R_B = \ frac {W} {2}

Βάζοντας την τιμή του RB σε [1], παίρνουμε

\\ R_A = W-R_B \\ \\ R_A = W- \ frac {W} {2} \\ \\ R_A = \ frac {W} {2}

Ακολουθώντας τη σύμβαση Sign για SFD και BMD

Δύναμη διάτμησης στο Α

V_A = R_A = \ frac {W} {2}

Δύναμη διάτμησης σε C

\\ V_C = R_A- \ frac {W} {2} \\ \\ V_C = \ frac {W} {2} - \ frac {W} {2} = 0

Δύναμη διάτμησης στο Β

\\ V_B = R_B = - \ frac {W} {2}

Για το διάγραμμα ροπής ροπής, εάν αρχίσουμε να υπολογίζουμε τη ροπή κάμψης από το Αριστερή πλευρά ή το αριστερό άκρο της δοκού, Δεξιόστροφη στιγμή θεωρείται θετικό. Αντίθετα προς τα δεξιά λαμβάνεται ως Αρνητικός.

Στιγμή κάμψης σε A = MA = 0

Στιγμή κάμψης στο C = [W / 2] * [L / 3] ………………………… [αφού η στιγμή είναι αριστερόστροφα, η ροπή κάμψης βγαίνει ως αρνητική]

Στιγμή κάμψης σε C =

\\ M_C = \ frac {WL} {6}

Στιγμή κάμψης στο D =

M_D=\frac{W}{2}*\frac{2L}{3}-\frac{W}{2}*\frac{L}{3}

M_D = \ frac {WL} {6}

Στιγμή κάμψης στο B = 0

Έστω d = διάμετρος της κυλινδρικής δέσμης, Σύμφωνα με την Εξίσωση του Euler-Bernoulli

\\\ sigma = \ frac {My} {I} \\ \\ I = \ frac {\ pi} {64} d ^ 4, \\\\ y = d / 2 \\\\\ sigma = \ frac {1.697WL} {d ^ 3}

Βρείτε την τάση κάμψης στην κυκλική κυλινδρική δέσμη με εύρος 10 m και διάμετρο 50 mm. Η δοκός είναι κατασκευασμένη από αλουμίνιο. Συγκρίνετε το αποτέλεσμα με δέσμη τετραγωνικής διατομής με πλευρά = 50 mm. Το συνολικό φορτίο που εφαρμόζεται είναι 70 Ν.

Εξετάστε μια απλώς υποστηριζόμενη δέσμη με δύο ίσα φορτία W / 2 = 35 N που ενεργούν σε απόσταση L / 3 και από τα δύο άκρα.

Η τιμή της αντίδρασης στα Α και Β μπορεί να υπολογιστεί εφαρμόζοντας συνθήκες ισορροπίας

\ άθροισμα F_x = 0, \ άθροισμα F_y = 0, \ άθροισμα M_A = 0

Για κάθετη ισορροπία,

\ άθροισμα F_y = 0

R_A + R_B = 70 ............. [1]

Λαμβάνοντας μια στιγμή για το Α, το ρολόι του ρολογιού θετικό και το Counter Clockwise στιγμή θεωρείται αρνητικό

W * [L / 6] - R_B * L = W [L / 3]

R_B = \ frac {W} {2} = 35

Βάζοντας την τιμή του RB σε [1], παίρνουμε

\\ R_A = W-R_B \\ \\ R_A = W- \ frac {W} {2} \\ \\ R_A = 70-35 = 35N

Ακολουθώντας τη σύμβαση Sign για SFD και BMD

Δύναμη διάτμησης στο Α

V_A = R_A = \ frac {W} {2} = 35 Β

Δύναμη διάτμησης σε C

\\ V_C = R_A- \ frac {W} {2} \\ \\ V_C = \ frac {W} {2} - \ frac {W} {2} = 0

Δύναμη διάτμησης στο Β

\\ V_B = R_B = - \ frac {W} {2} = - 35Ν

Για το διάγραμμα ροπής ροπής, εάν αρχίσουμε να υπολογίζουμε τη ροπή κάμψης από το Αριστερή πλευρά ή το αριστερό άκρο της δοκού, Δεξιόστροφη στιγμή θεωρείται θετικό. Αντίθετα προς τα δεξιά λαμβάνεται ως Αρνητικός.

Στιγμή κάμψης σε A = MA = 0

Στιγμή κάμψης στο C = [W / 2] * [L / 3] ………………………… [αφού η στιγμή είναι αριστερόστροφα, η ροπή κάμψης βγαίνει ως αρνητική]

Στιγμή κάμψης σε C =

\\M_C=\frac{WL}{6}=\frac{70*10}{6}=125\;Nm

Στιγμή κάμψης στο D =

M_D=\frac{W}{2}*\frac{2L}{3}-\frac{W}{2}*\frac{L}{3}

M_D=\frac{WL}{6}=\frac{70*10}{6}=125\;Nm

Στιγμή κάμψης στο B = 0

Έστω d = διάμετρος της κυλινδρικής δέσμης, Σύμφωνα με την Εξίσωση του Euler-Bernoulli

\\\sigma =\frac{My}{I}\\ \\I=\frac{\pi}{64}d^4=\frac{\pi}{64}*0.05^4=3.067*10^{-7}\;m^4, \\\\y=0.05/2=0.025\;m

\\\sigma =\frac{125*0.025}{3.067*10^{-7}}=10.189\;MPa

Για τετράγωνο δείγμα: με πλευρά = d = 50 mm

\\\ sigma = \ frac {My} {I} \\ \\\ sigma = \ frac {M (d / 2)} {d ^ 4/12} \\ \\\ sigma = \ frac {6M} { d ^ 3} \\ \\\ sigma = \ frac {6 * 125} {0.05 ^ 3} \\ \\\ sigma = 6 \; MPa

Ορισμένες σημαντικές συχνές ερωτήσεις.

Q.1) Τι σημαίνει υψηλή αντοχή σε κάμψη;

Απ .: Ένα υλικό θεωρείται ότι έχει υψηλή αντοχή σε κάμψη, εάν έχει μεγάλη πίεση σε κατάσταση κάμψης ή κάμψης χωρίς αποτυχία σε μια δοκιμή κάμψης.

Ε.2) Γιατί η αντοχή σε κάμψη είναι μεγαλύτερη από την αντοχή σε εφελκυσμό;

 Απ .: Κατά τη διάρκεια της δοκιμής κάμψης, οι ακραίες ίνες της δέσμης αντιμετωπίζουν μέγιστη τάση (οι κορυφαίες ίνες παρουσιάζουν πίεση συμπίεσης και οι ίνες πυθμένα παρουσιάζουν εφελκυστική τάση). Εάν οι ακραίες ίνες είναι απαλλαγμένες από ελαττώματα, η αντοχή σε κάμψη θα εξαρτάται από την αντοχή των ινών που δεν έχουν ακόμη αποτύχει. Ωστόσο, όταν εφαρμόζεται εφελκυστικό φορτίο σε ένα υλικό, όλες οι ίνες αντιμετωπίζουν ίση ποσότητα τάσης και το υλικό θα αποτύχει με την αποτυχία της ασθενέστερης ίνας να φτάσει την τελική τιμή αντοχής σε εφελκυσμό. Έτσι, στις περισσότερες περιπτώσεις η αντοχή σε κάμψη είναι υψηλότερη από την αντοχή εφελκυσμού ενός υλικού.

Ε.3) Ποια είναι η διαφορά μεταξύ κάμψης και κάμψης;

Απ .: Σε περίπτωση κάμψης κάμψης, σύμφωνα με τη θεωρία της απλής κάμψης, η διατομή του επιπέδου παραμένει επίπεδο πριν και μετά την κάμψη. Η δημιουργούμενη ροπή κάμψης ενεργεί σε ολόκληρη την έκταση της δέσμης. καμία προκύπτουσα δύναμη δεν ενεργεί κάθετα στην εγκάρσια τομή της δέσμης. Έτσι, η διατμητική δύναμη κατά μήκος της δέσμης είναι μηδενική και οποιαδήποτε τάση προκαλείται αποκλειστικά λόγω της κάμψης. Σε μη ομοιόμορφη κάμψη, η προκύπτουσα δύναμη ενεργεί κάθετα στην εγκάρσια τομή της δέσμης, και η ροπή κάμψης ποικίλλει επίσης κατά μήκος της έκτασης.

Ε.4) Γιατί είναι σημαντική η αντοχή στην κάμψη;

Απ .: Η υψηλή αντοχή σε κάμψη είναι ζωτικής σημασίας για υλικά ή εξαρτήματα που φέρουν καταπόνηση, όταν εφαρμόζεται υψηλή πίεση στο εξάρτημα ή στο υλικό. Η αντοχή σε κάμψη βοηθά επίσης στον προσδιορισμό των ενδείξεων για τον τύπο υλικού που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για εφαρμογές υψηλής πίεσης. Η υψηλή αντοχή σε κάμψη του υλικού επηρεάζει επίσης το πάχος των τοιχωμάτων του εξαρτήματος. Ένα υλικό υψηλής αντοχής επιτρέπει χαμηλό πάχος τοιχώματος. Ένα υλικό που παρέχει υψηλή αντοχή σε κάμψη και υψηλή αντοχή σε θραύση επιτρέπει την κατασκευή πολύ λεπτού πάχους τοιχώματος και ως εκ τούτου είναι ιδανικό για ελάχιστες επεμβατικές επιλογές θεραπείας.

Ε.5) βρείτε αντοχή σε κάμψη από την καμπύλη καταπόνησης τάσης

Απ .: Η αντοχή στην κάμψη μπορεί να οριστεί ως η υψηλότερη εφαρμοζόμενη τάση στην καμπύλη καταπόνησης τάσης. Η απορρόφηση ενέργειας από το υλικό εκ των προτέρων αστοχία θα μπορούσε να εκτιμηθεί ανά περιοχή κάτω από την καμπύλη τάσης-καταπόνησης.

Ε.6) Παρέχετε τη μέγιστη αντοχή κάμψης του βαθμού σκυροδέματος M30;

Απ .: Η αντοχή σε θλίψη σκυροδέματος M30 είναι 30 MPa. Η σχέση μεταξύ αντοχής σε κάμψη και αντοχής σε θλίψη μπορεί να δοθεί από:

\\\ sigma_f = 0.7 \ sqrt {\ sigma_c}

. Έτσι, η μέγιστη αντοχή σε κάμψη του βαθμού σκυροδέματος M30 είναι,

\\\ sigma_f = 0.7 \ sqrt {30} = 3.83 \; MPa

Ε.7) Γιατί η μέγιστη πίεση στο σκυρόδεμα στη δοκιμή κάμψης 0.0035, όχι περισσότερο ή λιγότερο, ενώ η τάση αστοχίας στο σκυρόδεμα κυμαίνεται από 0.003 έως 0.005;

Απ .: Για τον θεωρητικό υπολογισμό της μέγιστης πίεσης στο σκυρόδεμα στη δοκιμή κάμψης, εξετάζουμε όλες τις παραδοχές της θεωρίας απλής κάμψης. Κατά τη διάρκεια του πρακτικού πειραματισμού, διάφοροι παράγοντες, όπως ελαττωματικό υλικό, ανομοιόμορφη διατομή κ.λπ. επηρεάζουν τη συμπιεστική καταπόνηση στο σκυρόδεμα στη δοκιμή κάμψης. Έτσι, η μέγιστη πίεση συμπίεσης στο σκυρόδεμα στη δοκιμή κάμψης 0.0035, όχι περισσότερο ή λιγότερο, ενώ η πίεση αστοχίας στο σκυρόδεμα κυμαίνεται από 0.003 έως 0.005.

Ε.8) Εάν τοποθετούνται πρόσθετες ράβδοι ενίσχυσης στην πλευρά συμπίεσης μιας δοκού από οπλισμένο σκυρόδεμα. Αυτό ενισχύει την κάμψη της δέσμης;

Απ .: Η προσθήκη επιπλέον ενισχυτικών ράβδων παρέχει επιπλέον αντοχή στη δύναμη συμπίεσης της δέσμης, ειδικά στη θέση κατά τις θετικές στιγμές. Ο σκοπός των ράβδων ενίσχυσης είναι να αποφευχθούν αστοχίες εφελκυσμού όπως ροπή κάμψης, καθώς το σκυρόδεμα είναι αδύναμο σε φορτίο εφελκυσμού. Εάν η δοκός έχει μεγάλο πάχος μαζί με ράβδους ενίσχυσης, οι χαλύβδινες ράβδοι συμπεριφέρονται αποκλειστικά ως στοιχείο αντοχής σε εφελκυσμό, ενώ το σκυρόδεμα παρέχει αντοχή συμπίεσης.

Ε.9) Τι θα συνέβαινε στην αντοχή κάμψης μιας δοκού από σκυρόδεμα εάν οι διαστάσεις του μειώθηκαν στο ήμισυ;

Απ .: για ορθογώνια δοκό διατομής,

Σε ρύθμιση κάμψης 3 σημείων, η δύναμη κάμψης δίνεται από

\\\ sigma = \ frac {3WL} {2bd ^ 2} \\\\\ sigma = \ frac {1.5WL} {bd ^ 2}

Εάν οι διαστάσεις είναι στο μισό
B = b / 2, D = d / 2

\\\sigma_1 =\frac{3WL}{2BD^2} \\\\\sigma_1 =\frac{3WL}{2\frac{b}{2}*\frac{d^2}{4}}

\\\ sigma_1 = \ frac {12WL} {bd ^ 2}

\\\ sigma_1> \ sigma

Εάν οι διαστάσεις είναι στο μισό, η αντοχή σε κάμψη αυξάνεται κατά 8 φορές για ένα ορθογώνιο υλικό διατομής.

Q.10) Τι είναι το μέτρο ρήξης;

Απ .: Το Flexural Modulus είναι ένας λόγος που προκαλείται από το στρες κατά την κάμψη κάμψης προς το στέλεχος κατά την παραμόρφωση της κάμψης. Είναι η ιδιότητα ή η ικανότητα του υλικού να αντιστέκεται στην κάμψη.

Για να μάθετε για το Simply Supported Beam (Κάνε κλικ εδώ)και ακτίνα Cantilever (Κάντε κλικ ΕΔΩ.)

Σχετικά με τον Hakimuddin Bawangaonwala

Είμαι ο Hakimuddin Bawangaonwala, Μηχανολόγος Μηχανικός Σχεδιασμού με Εξειδίκευση στη Μηχανική Σχεδίαση και Ανάπτυξη. Έχω ολοκληρώσει το M. Tech στη Μηχανική Σχεδιασμού και έχει 2.5 χρόνια Ερευνητικής Εμπειρίας Μέχρι τώρα δημοσίευσε δύο ερευνητικές εργασίες σχετικά με τη σκληρή στροφή και την ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων θερμαντικών εξαρτημάτων. Η περιοχή που μου ενδιαφέρει είναι η σχεδίαση μηχανών, η αντοχή του υλικού, η μεταφορά θερμότητας, η θερμική μηχανική κ.λπ. Έμπειρος στο λογισμικό CATIA και ANSYS για CAD και CAE Εκτός από την έρευνα.
Συνδεθείτε στο LinkedIn - https://www.linkedin.com/in/hakimuddin-bawangaonwala

Αφήστε ένα σχόλιο

Η διεύθυνση email σας δεν θα δημοσιευθεί. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται *

Lambda Geeks