V tomto příspěvku najdete informace o:
- Co nazýváme zátěží.
- Typy zátěže
- Soustředěná síla (bodové zatížení)
- Rovnoměrně rozložené trvalé zatížení
- Nerovnoměrně rozložená spojitá zátěž
- Soustředěný okamžik
V tomto článku se zaměříme na statické zatížení. Jak bylo uvedeno Wikipedia:
Statické zatížení - působení sil s časově neměnnými hodnotami, směry a body působení vzhledem k danému tělesu.
Důležité je zdůraznit, že statické zatížení je v čase neměnné. Existují také dynamická zatížení, ale těmi se budeme zabývat v následujících příspěvcích o dynamice.
Typy zátěže
Zaměříme se na základní zatížení, se kterými se můžete setkat v úlohách z mechaniky nebo pevnosti materiálů.
| Všechny výkresy zatěžovacích diagramů nosníků použité v zadání byly vytvořeny v programu Kalkulačka Nosníků |
Soustředěná síla (bodové zatížení)
Soustředěná síla je ve světě mechanických úloh nejběžnějším typem zatížení. Příklad soustředěné síly působící na nosník si můžete prohlédnout níže.
Soustředěná síla je vektor s určitým směrem, směrem otáčení a hodnotou působící v místě připojení, působení síly.
| Jednotkou síly v soustavě SI je Newton [N]. |
| Nejčastěji se používají symboly F nebo P. |
Příkladem soustředěné síly ve světě kolem nás je člověk stojící na lávce nebo mostě, lampa stojící na stole. Ve skutečnosti žádný z uvedených příkladů netlačí na zem v jednom bodě, ale na vymezené ploše. Přesto v řešené problematice přijmeme určité zjednodušení a redukujeme takové zatěžující prvky na bodovou sílu. Je tomu tak proto, že poměr plochy, na kterou předmět tlačí na podložku, k ploše celého prvku je malý.
Soustředěné síly mohou působit pod úhlem. Pak je dobré rozložit sílu na dvě složky: vodorovnou a svislou.
Rovnoměrně rozložené trvalé zatížení
Dalším typem zátěže, o kterém budeme hovořit, je spojitá zátěž. Tento typ zátěže způsobuje při řešení úloh nejvíce problémů. Na rozdíl od soustředěné síly působí po určité délce. Proto je pro výpočet výsledné síly od spojitého zatížení nutné vynásobit hodnotu zatížení délkou, po které působí.
Stejně jako ve výše uvedeném příkladu lze spojité zatížení nejčastěji označované malým písmenem „q” nahradit soustředěnou silou Q=q*l.
| Jednotka SI pro spojité zatížení je [N/m]. |
Skutečným příkladem souvislého zatížení je sníh na střeše, který je rozprostřen po celé ploše. V tomto případě nemůžeme redukovat na soustředěnou sílu.
Nerovnoměrně rozložená spojitá zátěž
Dalším typem, který budeme analyzovat, je spojité nerovnoměrně rozložené zatížení. Princip je podobný, jen s tím rozdílem, jak nám napovídá název, že zatížení nebude rovnoměrné.
S tímto zatížením se můžeme setkat v několika případech. Můžeme mít trojúhelníkové nebo lichoběžníkové zatížení.
Soustředěný okamžik
Nakonec se budeme zabývat soustředěným momentem. Jedná se o výsledek redukce dvojice sil na bod. Při zápisu rovnice rovnováhy Soustředěný moment není zahrnut do výpočtu výsledných sil pro vodorovný a svislý směr. Zohledňujeme ho pouze v rovnicích pro momenty.
| Jednotkou soustředěného točivého momentu je [Nm]. |
| V tuto chvíli není třeba násobit ji vzdáleností. |
Právě jste se seznámili s nejčastěji používanými typy zátěží. V následujících příspěvcích se dozvíte, jak vypočítat jejich účinek na nosník, rám nebo vazník.
P.S Všechny výkresy zatěžovacích diagramů nosníků použité v tomto příspěvku byly vytvořeny v programu kalkulačka paprsků