Como calcular Tension & Deflexão de uma haste

Ao conceber uma estrutura tal como um edifício ou de uma ponte , é importante compreender as diversas forças que são aplicadas para os elementos estruturais tais como vigas e hastes . Duas forças estruturais especialmente importantes são deflexão e tensão. A tensão é a magnitude de uma força que é aplicada a uma haste , enquanto que a deflexão é a quantidade , a haste é deslocada sob uma carga . O conhecimento desses conceitos vai determinar o quão estável a estrutura vai ser, e como viável é a utilização de certos materiais , quando a construção dos structure.Things você precisa
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Conhecimento de cálculo integral
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tensão na Rod
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Desenhe um diagrama da haste e configurar um sistema de coordenadas (por exemplo, forças aplicadas para a direita são " positivas", forças aplicadas à esquerda são " negativa " ) .
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Rotular todas as forças que são aplicadas ao objeto com uma seta que está apontando na direção a força é aplicada . Isto é o que é conhecido como um " diagrama de corpo livre ".
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Separe as forças em componentes horizontais e verticais. Se a força é aplicada em um ângulo, desenhar um triângulo retângulo com a força que age como a hipotenusa . Utilize as regras de trigonometria para encontrar os lados adjacentes e opostas , que serão os componentes horizontais e verticais da força .
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Para encontrar a tensão resultante , somar as forças totais na haste em as direções horizontal e vertical .
Deformação da Rod
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Encontre o momento de flexão da haste . Isto é obtido subtraindo o comprimento L da haste de pelo z posição variável , e depois multiplicando o resultado pela força vertical aplicada à haste - indicado pela variável F. A fórmula para esta é M = F x ( L - z ) .
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multiplicar o módulo de elasticidade do feixe pelo momento de inércia da viga sobre o eixo não- simétrico .
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Dividir o momento de flexão da haste a partir do Passo 1 com o resultado do passo 2 . o resultado que se segue será uma função da posição ao longo da haste ( determinado pela variável z ) .
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Integrar a função do Passo 3 com respeito a z , com os limites de integração a ser 0 e L , o comprimento da haste .
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Integrar a função resultante de novo com respeito a z , com os limites de integração novamente variando de 0 para L, o comprimento da haste .