Hướng dẫn kỹ thuật · phương pháp và lời khuyên thực tế

Diện tích, trọng tâm và mômen quán tính tiết diện

Các đặc trưng hình học mô tả sự phân bố vật liệu và được dùng trong tính khối lượng, uốn, độ võng và ổn định.

Đã xem xét ngày

vật liệu gần trụcvật liệu xa trụcI thấp hơnI cao hơnI = ∫ y² dA
Cùng một diện tích có thể cho độ cứng rất khác nhau tùy phân bố.

Diện tích và trọng tâm

Diện tích đo lượng vật liệu, còn trọng tâm xác định vị trí hợp lực hình học của tiết diện.

Tuy nhiên, nó không cho biết vật liệu phân bố như thế nào.

Mômen quán tính và môđun chống uốn

I = ∫ y² dA

I có thứ nguyên L⁴. Môđun chống uốn W = I/c dùng khoảng cách đến thớ biên.

Luôn phân biệt Ix và Iy: tiết diện có thể rất cứng quanh trục chính nhưng yếu hơn nhiều quanh trục phụ.

Chọn đúng trục

W = I / c ; σmax = M / W

Với tiết diện không đối xứng, trục x và y chưa chắc là trục chính. Cần xác định rõ phương đặt tiết diện.

Với cùng mô-men M, W lớn hơn cho ứng suất lớn nhất nhỏ hơn.

Bán kính quán tính r

r = √(I/A)

Bán kính quán tính là khoảng cách tương đương mô tả sự phân bố diện tích. Nó được dùng trong độ mảnh cấu kiện nén λ = Lk/r.

Trục có r nhỏ nhất thường là trục cần kiểm tra mất ổn định trước.

Trục và đơn vị: kiểm tra thiết yếu

I có đơn vị chiều dài mũ bốn, W chiều dài mũ ba và r là chiều dài. Nhầm mm⁴ với m⁴ gây sai khác hệ số 10¹².

Luôn kiểm tra tên trục, quy ước kích thước và đơn vị hiển thị trước khi dùng lại kết quả.

Áp dụng số

Ví dụ tiết diện chữ nhật

b = 100 mm và h = 200 mm.

  1. A = bh.
  2. Ix = bh³/12.
  3. Wx = Ix/(h/2).
  4. Tỷ số Ix/Iy bằng 4.
  5. Với các điều kiện khác như nhau, tiết diện cứng hình học quanh x gấp bốn lần quanh y.

Kết quả: Xoay tiết diện không đổi diện tích nhưng làm thay đổi mạnh Ix và Wx.

Các hệ thức giải tích của hình chữ nhật. Mở nguồn chính xác ↗

Để kiểm tra và tìm hiểu sâu

Tài liệu trực tiếp

Mỗi liên kết dẫn tới đúng trang của khóa học, tiêu chuẩn hoặc ấn phẩm đã dùng, không phải trang chủ chung.

  1. Mechanics & Materials IMIT OpenCourseWareTài liệu chính thức về đơn vị, ký hiệu và chuyển đổi.
  2. University PhysicsOpenStaxCác chương mở về cơ học, chất lưu, điện và nhiệt.
  3. University PhysicsOpenStaxCác chương mở về cơ học, chất lưu, điện và nhiệt.