内部力ダイアグラム

このブログ記事であなたは学ぶだろう:

  1. 内力線図とは
  2. 図にはどのような内部力が描かれているか
  3. 内力ダイアグラム-単純支持梁
  4. 内力ダイアグラム - 拘束された梁
内部力ダイアグラム は、システム(梁、トラス、フレームなど)で発生する断面力をグラフで表したものです。これらの力は、加えられた荷重の影響下で発生します。.

内力線図 - 種類

我々は以下を区別する。 内部力図:

  • 法線力図 - N
  • カッティング・フォース・ダイアグラム - V
  • 曲げモーメント図 - M

すべての構造物の内力図を描くルールは同じです。梁、フレーム、トラスは関係ありません。.

単純支持梁

力図を描くためには、まずこれらの力を計算しなければなりません。梁の内力を求める方法を理解した上で、このブログ記事を参考にしてください: 梁の内力.

梁の力図を下図に示す。

覚えているように、我々はまずチェックする。 静的決定可能性 そして ビームのリアクションの決定.

N=R-J-3
どこでだ:
N - 決定的でない静的度
R - サポートの反応数。つまり、サポートに対するすべての反応の合計である。
J - 内部ジョイントの数 - 存在しない場合 P=0
3 - 平衡方程式の数。静的システムでは3
単純支持梁における内力のダイアグラム, SolverEdu

支持反応を数えたら、次はその支持反応を決定する。 内部勢力 をコンパートメントに入れます。この例では3つのコンパートメントを設定します。各区画について、次の式を書きます。 法線力 N(x), 切削力 T(x) そして 曲げモーメント M(x). .個々の力の値はxの関数である。つまり、区間から任意のxの値を代入すれば結果が得られる。グラフを描くために必要なのは、区間の始めと終わりだけである。このようにして、いわゆる. ランドマーク.

以下に、梁の計算式とコンパートメントの始点と終点を示します。.

コンパートメント1

単純支持梁の内力計算, SolverEdu

最初の区間で計算された力を使って、図を描いてみよう。下の図5は、第一区画のN、T、Mの特徴点をプロットしたものである。これらの点を線で結ぶ。.

関数N(x)、T(x)、M(x)の場合:
1. x に依存しない一定値のグラフは次のようになる。 横線
2. xからの一次関数は次のグラフである。 斜めに傾いた直線
3. xからの2次関数は次のグラフとなる。 パラボラ
単純支持梁における内力のダイアグラム, SolverEdu

コンパートメント1では きょくだいち 曲げモーメント。これは放物線の最高点です。どうやって決めるのですか?とても簡単です。せん断力がゼロになる点です。.

最大曲げモーメント, SolverEdu

xmax座標を決定したので、この座標に対する曲げモーメントM1(xmax) = 34.613 [kNm]を計算する。

コンパートメント2

単純支持梁の内力計算, SolverEdu

コンパートメント2では、最初のコンパートメントとまったく同じことをする。点を置き、線で結ぶ。図に示したグラフは次のようになる。.

単純支持梁における内力のダイアグラム, SolverEdu

第二区間の曲げモーメント関数はもはや二次関数ではなく、グラフは線形であることに注意。.

コンパートメント3

最後の3番目のコンパートメントでは、次のような内部力の値がある:

単純支持梁の内力計算, SolverEdu

こうして、法線力N(x)、せん断力T(x)、曲げモーメントM(x)の断面図を完成させた。.

曲げモーメント図が逆になっていることがある。つまり、横軸の下に正の値があり、上に負の値がある。.

以下に、以下から入手したグラフを掲載する。 ビーム計算機. .ご覧のように、すべての値は同じです。これはまさに、私の梁計算アプリケーションが生成するグラフのようなものだ。.

単純支持梁における内力のダイアグラム, SolverEdu

拘束梁(カンチレバー)

以下はその例である。.

拘束梁

単純支持梁と同様に、図を描くためには内力を計算する必要があります。.

をチェックすることから始めます。 静的決定可能性 そして ビームのリアクションの決定.

反力計算 梁拘束 SolverEdu

支持反応を数えたら、次はその支持反応を決定する。 内部勢力 をコンパートメントに入れます。この例では、2つのコンパートメントを持つことにします。各区画について、次の式を書きます。 切削力 V(x) そして 曲げモーメント M(x). .今回は、法線力N(x)の計算とグラフの作成は省略する。.

梁によっては法線力を計算する必要がないものもあります。これは、荷重の水平成分がない梁です。.

以下に、梁の計算式とコンパートメントの始点と終点を示します。.

コンパートメント1

拘束された梁の内力の計算, SolverEdu

最初の区間の計算された力を使って、グラフを描く。.

拘束された梁の内部力のダイアグラム, SolverEdu

コンパートメント2

拘束された梁の内力の計算, SolverEdu

コンパートメント2では、最初のコンパートメントとまったく同じことをする。点を置き、線で結ぶ。図に示したグラフは次のようになる。.

拘束された梁の内部力のダイアグラム, SolverEdu

これで終わりです。切断力と曲げモーメントの図ができました。.

以下に、以下から入手したグラフを掲載する。 ビーム計算機. .ご覧の通り、すべての値は同じである。.

拘束された梁の内部力のダイアグラム, SolverEdu

梁の内力図の描き方については、この投稿がすべてです。ありがとう。.

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