İçerik
Bir bina veya köprü gibi bir yapı tasarlarken, kiriş ve çubuk gibi yapısal elemanlara uygulanan birçok kuvveti anlamak önemlidir. Özellikle önemli iki yapısal kuvvet, sapma ve gerilmedir. Gerilim, bir çubuğa uygulanan kuvvetin büyüklüğüdür, sapma ise çubuğun bir yük altında yer değiştirdiği miktardır. Bu kavramların bilgisi, yapının ne kadar kararlı olacağını ve yapıyı oluştururken belirli malzemeleri kullanmanın ne kadar mümkün olduğunu belirleyecektir.
Çubuk üzerinde Gerginlik
Çubuğun bir şemasını çizin ve bir koordinat sistemi kurun (örneğin sağa uygulanan kuvvetler "pozitif", sola uygulanan kuvvetler "negatif").
Nesneye uygulanan tüm kuvvetleri, kuvvetin uygulandığı yöne işaret eden bir okla etiketleyin. "Serbest vücut şeması" olarak bilinen şey budur.
Kuvvetleri yatay ve dikey bileşenlere ayırın. Eğer kuvvet açılı olarak uygulanırsa, hipotenüs görevi gören kuvvetle dik bir üçgen çizin. Kuvvetin yatay ve düşey bileşenleri olacak bitişik ve zıt kenarları bulmak için trigonometri kurallarını kullanın.
Ortaya çıkan gerginliği bulmak için, çubuktaki toplam kuvvetleri yatay ve dikey yönde toplayın.
Çubuğun Saptırılması
Çubuğun bükülme momentini bulun. Bu, çubuk L'nin uzunluğunu z konum değişkeni ile çıkartarak ve ardından sonucu, F değişkeni ile gösterilen, çubuğa uygulanan dikey kuvvetle çarparak bulunur. Bunun için formül M = F x (L - 'dir. z).
Kirişin elastikiyet modülünü, simetrik olmayan eksen etrafında kirişin atalet momenti ile çarpın.
Çubuğun bükülme momentini Adım 1'den, Adım 2'den elde edilen sonuçla bölün. Sonuçta ortaya çıkan sonuç, çubuk boyunca konumun bir fonksiyonu olacaktır (z değişkeni tarafından verilir).
Z adımına göre işlevi z'ye göre entegre edin, entegrasyon limitleri çubuk uzunluğu 0 ve L'dir.
Elde edilen işlevi tekrar z'ye göre, bütünleştirme sınırları tekrar 0 - L arasında, çubuk uzunluğu ile bütünleştirin.