Ghid tehnic · metodă și recomandări practice

Arie, centru de greutate și momente de inerție ale secțiunilor

Proprietățile geometrice descriu distribuția materialului și sunt reutilizate pentru masa liniară, încovoiere, deformație și flambaj.

Revizuit la

material aproape de axămaterial departe de axăI mai micI mai mareI = ∫ y² dA
Aceeași arie poate produce rigidități foarte diferite în funcție de distribuție.

Arie și centru de greutate

Aria măsoară cantitatea de material, iar centrul de greutate localizează rezultanta geometrică a secțiunii.

Totuși, aceasta nu spune nimic despre distribuția materialului.

Moment de inerție și modul de rezistență

I = ∫ y² dA

I are dimensiunea L⁴. Modulul W = I/c folosește distanța la fibra extremă.

Distingeți întotdeauna Ix și Iy: o secțiune poate fi foarte rigidă pe axa principală și mult mai slabă pe axa secundară.

Axa potrivită

W = I / c ; σmax = M / W

Pentru secțiuni nesimetrice, axele x și y pot să nu fie axe principale. Orientarea secțiunii trebuie precizată.

Pentru același moment M, un W mai mare produce o tensiune maximă mai mică.

Raza de girație r

r = √(I/A)

Raza de girație reprezintă o distanță echivalentă care descrie distribuția ariei. Se utilizează la zveltețea elementelor comprimate λ = Lk/r.

Axa cu cel mai mic r este în general prima verificată la flambaj.

Axe și unități: verificarea esențială

I se exprimă în lungime la puterea a patra, W în lungime la cub, iar r în lungime. Confundarea mm⁴ cu m⁴ introduce un factor de 10¹².

Verificați întotdeauna denumirea axei, convenția dimensiunilor și unitatea afișată înainte de reutilizarea unui rezultat.

Aplicație numerică

Exemplu cu dreptunghi

Secțiune b = 100 mm și h = 200 mm.

  1. A = bh.
  2. Ix = bh³/12.
  3. Wx = Ix/(h/2).
  4. Raportul Ix/Iy este 4.
  5. Secțiunea este astfel de patru ori mai rigidă geometric pe x decât pe y, toate celelalte condiții fiind egale.

Rezultat: Rotirea secțiunii păstrează aria, dar schimbă puternic Ix și Wx.

Identități analitice pentru dreptunghi. Consultați sursa exactă ↗

Pentru verificare și aprofundare

Referințe directe

Fiecare link duce la pagina exactă a cursului, standardului sau publicației utilizate, nu la o pagină principală generică.

  1. Mechanics & Materials IMIT OpenCourseWareReferință pentru unități, simboluri și conversii coerente.
  2. University PhysicsOpenStaxCapitole deschise despre mecanică, fluide, electricitate și termică.
  3. University PhysicsOpenStaxCapitole deschise despre mecanică, fluide, electricitate și termică.