vliv rozpětí prostého nosníku na jeho průhyb

20

Click here to load reader

Upload: pedroskop

Post on 21-Aug-2015

1.151 views

Category:

Education


4 download

TRANSCRIPT

Page 1: Vliv rozpětí prostého nosníku na jeho průhyb

© Petr Havlásek 2013

Vliv rozpětí prostého nosníku na jeho maximální průhyb

1

Page 2: Vliv rozpětí prostého nosníku na jeho průhyb

© Petr Havlásek 2013 2

Podíváme se na vztah mezi rozpětím a maximálním průhybem

prostého nosníku. Nosník bude zatížen silou v polovině rozpětí.

Co budeme zkoumat dnes?

Page 3: Vliv rozpětí prostého nosníku na jeho průhyb

© Petr Havlásek 2013

Nastavení experimentu

3

Pro experiment opět použijeme smrkovou lištu obdélníkového

průřezu 2x4 mm. Nosník podepřeme ocelovými válečky a zatížíme

závažím.

Page 4: Vliv rozpětí prostého nosníku na jeho průhyb

© Petr Havlásek 2013

Nastavení experimentu

4

1 2

3 4 5

F1

F2 F5

Postupně budeme odebírat válečky a měnit tak rozpětí nosníku. Závaží

vždy přemístíme do středu rozpětí a zaznamenáme průhyb.

Page 5: Vliv rozpětí prostého nosníku na jeho průhyb

© Petr Havlásek 2013

L1 = 150 mm

5

L1

Page 6: Vliv rozpětí prostého nosníku na jeho průhyb

© Petr Havlásek 2013

L1 = 150 mm

6

ZOOM

wmax = 5 mm

Page 7: Vliv rozpětí prostého nosníku na jeho průhyb

© Petr Havlásek 2013

L2 = 189 mm

7

L2

Page 8: Vliv rozpětí prostého nosníku na jeho průhyb

© Petr Havlásek 2013

L2 = 189 mm

8

ZOOM

wmax = 10 mm

Page 9: Vliv rozpětí prostého nosníku na jeho průhyb

© Petr Havlásek 2013

L3 = 238 mm

9

L3

Page 10: Vliv rozpětí prostého nosníku na jeho průhyb

© Petr Havlásek 2013

L3 = 238 mm

10

ZOOM

wmax = 21 mm

Page 11: Vliv rozpětí prostého nosníku na jeho průhyb

© Petr Havlásek 2013

L4 = 256 mm

11

L4

Page 12: Vliv rozpětí prostého nosníku na jeho průhyb

© Petr Havlásek 2013

L4 = 256 mm

12

ZOOM

wmax = 26,5 mm

Page 13: Vliv rozpětí prostého nosníku na jeho průhyb

© Petr Havlásek 2013

L5 = 300 mm

13

L5

Page 14: Vliv rozpětí prostého nosníku na jeho průhyb

© Petr Havlásek 2013

L5 = 300 mm

14

ZOOM

wmax = 43 mm

Page 15: Vliv rozpětí prostého nosníku na jeho průhyb

© Petr Havlásek 2013

Interpretace výsledků

15

A když vyneseme do grafu závislost změřeného průhybu na rozpětí ...

100 150 200 250 300 350 400 450 5000

20

40

60

80

100

rozpětí L [mm]

průh

yb w

[mm

]

... tak je vidět, že průhyb na rozpětí

určitě nezávisí lineárně

Page 16: Vliv rozpětí prostého nosníku na jeho průhyb

© Petr Havlásek 2013

Interpretace výsledků

16

Zkusíme předpokládat mocninnou závislost

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 5000

20

40

60

80

100

rozpětí L [mm]

průh

yb w

[mm

]

w = k L3

w = k L2

w = k L

w = k L4

Nakalibrujeme koeficient tak, aby funkce procházela prvním změřeným bodem.

Page 17: Vliv rozpětí prostého nosníku na jeho průhyb

© Petr Havlásek 2013

Interpretace výsledků

17

A jak je vidět, nejlepší shoda je s funkcí

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 5000

20

40

60

80

100

rozpětí L [mm]

průh

yb w

[mm

]

w = k L3

w = k L2

w = k L

w = k L4To dává smysl, protože pro maximální průhyb prostého

nosníku zatíženého silou uprostřed rozpětí lze odvodit

vztah

Page 18: Vliv rozpětí prostého nosníku na jeho průhyb

© Petr Havlásek 2013

Interpretace výsledků

18

Další možností by bylo využít rozměrové analýzy

Průhyb [m] musí být přímo úměrný zatížení – síle F [N] – a nepřímo

úměrný ohybové tuhosti průřezu EI [Nm2].

Abych dostal výsledek v metrech, musím podíl F/EI

vynásobit něčím, co bude mít jednotky m3. Proto průhyb roste

se třetí mocninou rozpětí L.

Page 19: Vliv rozpětí prostého nosníku na jeho průhyb

© Petr Havlásek 2013

Interpretace výsledků

19

V případě spojitého zatížení má podíl f/EI rozměr Nm-3, proto to

bude potřeba vynásobit m4, abych dostal výsledný průhyb v

metrech. Průhyb by proto rostl se čtvrtou

mocninou rozpětí L.

A bude to platit i kdybych měla místo síly F spojité

zatížení f?

Page 20: Vliv rozpětí prostého nosníku na jeho průhyb

© Petr Havlásek 2013 20

Těším se na vás u dalšího experimentu