Domanda:
Interpretazione del flusso di taglio / centro di taglio del profilo a L.
Simon
2015-12-21 01:25:06 UTC
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Ho calcolato i flussi di taglio e il centro di un profilo a forma di L. Presumo che siano calcolati correttamente (ho seguito gli stessi passaggi delle lezioni per un profilo a forma di I). Tuttavia, ho alcuni problemi con l'interpretazione dei risultati. I risultati sono mostrati nel mio semplice schizzo.

L'altezza del profilo è 1,5 volte la base (ma questo in realtà non ha importanza) e lo spessore è molto piccolo rispetto ad altre dimensioni. Detto questo, ho calcolato che il centro di taglio è circa 0,49xH a sinistra del centro di gravità (cg) per contrastare la torsione del flusso di taglio. enter image description here

La mia confusione riguardo ai risultati:

Il risultato netto del flusso di taglio verticale è uguale alla forza verticale V. Il risultato netto della torsione dei flussi di taglio è uguale al momento di torsione della forza verticale ( 0.49xHxV). Ma non esiste una forza orizzontale per contrastare l'azione dei flussi di taglio orizzontali. Com'è possibile?

Sono confuso perché nelle lezioni abbiamo visto solo flussi di taglio in profili simmetrici (come C e I).

Due risposte:
CableStay
2015-12-22 00:42:57 UTC
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In primo luogo, il centro di taglio è il punto in cui un carico applicato non produce torsione sulla sezione. Per una sezione singolarmente o doppiamente simmetrica, il centro di taglio giace sull'asse di simmetria. Per l'angolo disuguale delle gambe mostrato qui, possiamo dire mediante ispezione che il centro di taglio deve essere all'intersezione delle due gambe perché il flusso di taglio non produrrà alcun momento attorno a questo punto.

Shear Center of Unequal Leg Angle

L'equazione generale per il flusso di taglio in una sezione asimmetrica è:

$$ q = \ frac {I_xV_x - I_ {xy} V_y} {I_xI_y - I_ {xy} ^ 2} \ sum xA - \ frac {I_yV_y - I_ {xy} V_x} {I_xI_y - I_ {xy} ^ 2} \ sum yA $$

Se la sezione è simmetrica, il $ I_ {xy} $ term è uguale a zero. Per una sezione simmetrica soggetta solo a taglio verticale $ V_y $ questa equazione si riduce a:

$$ q = \ frac {V_y} {I_x} \ sum yA = \ frac {VQ} {I} $$

Ma per una sezione asimmetrica abbiamo bisogno dell'equazione generalizzata completa. Il risultato è qualcosa del genere:

Shear Flow Diagrams for Unequal Leg Angle

Ora puoi vedere che se integriamo la forza di taglio sulla lunghezza della gamba orizzontale, il risultato sarà zero. L'integrazione sulla gamba verticale sarà uguale alla forza di taglio applicata $ V_y $

C'è una discussione / esempio abbastanza buona di questo qui e qui (pagina 474)

Pete
2015-12-21 20:24:11 UTC
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Hai ragione che per il carico applicato verticale, il flusso di taglio in direzione orizzontale deve sommarsi a zero per soddisfare l'equilibrio tra la tensione interna e il carico applicato esternamente. Pertanto il diagramma di flusso di taglio che viene disegnato non può essere corretto.

La cosa fondamentale è che il flusso di taglio (come lo sforzo di flessione) deve essere calcolato rispetto alle direzioni degli assi principali della sezione trasversale. A differenza delle travi a I, gli assi principali di una sezione angolare non si allineano con le direzioni orizzontale e verticale. Gli assi principali sono leggermente ruotati.

È necessario calcolare le proprietà della sezione sugli assi principali (ruotati). Quindi considera il tuo carico applicato come una somma vettoriale di due forze, una che agisce in ciascuna delle direzioni principali. Quindi calcola il flusso di taglio separatamente per le forze che agiscono sui due assi e somma i risultati. Sfortunatamente è un po 'prolisso!

Esiste anche un metodo semplificato per eseguire il calcolo, che utilizza solo le coordinate xey della sezione (non le coordinate ruotate degli assi principali). Ciò consente di risparmiare un sacco di trigger! Puoi trovare una spiegazione qui: sollecitazione di flessione e flusso di taglio in sezioni a pareti sottili



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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