układ statycznie niewyznaczalny

marej
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 58
Rejestracja: 12 mar 2021, o 16:26
Płeć: Mężczyzna
Podziękował: 7 razy
Pomógł: 1 raz

układ statycznie niewyznaczalny

Post autor: marej »

Witam,
poniżej zadanie z książki i rozwiązanie.
Dla belki(wspornikowej) wciągarki przedstawionej na rys.a

Kod: Zaznacz cały

https://i.ibb.co/Jy3YVFz/12.jpg
podnoszącej ciężar P=10kN, sporządzić wykresy momentów gnących i sił poprzecznych. Belka ma stałą sztywność EI i spoczywa na dwuteowniku, który zabudowany jest równolegle do ściany wsporczej belki w odległości l=2m. Całkowita długość belki wynosi \(\displaystyle{ \frac{3}{2}\cdot l=3m}\).
Rozwiązanie:
Schemat obliczeniowy układu pokazano na rys.b . Z ilości niewiadomych wnosimy, że układ belki jest zagadnieniem jednoktrotnie statycznie niewyznaczalnym.
Z równań statyki otrzymamy:
\(\displaystyle{ \sum P_{ix}=0=>R_{AX} \\
\sum P_{iy}=0=>R_{Ay}+R_{B}-P=0 \\
\sum M_{iA}=0=>-R_{B}l+M_{A}+P\frac{3}{2}l=0}\)

Dodatkowego równania szukamy, stosując metodę porównania kątów obrotu. W tym celu przyjumujemy układ równoważny jak na rys.c, który następnie rozbito, stosując zasadę superpozycji, więc kąt obrotu w tym miejscu jest równy zero, zatem
\(\displaystyle{ \alpha_{MA}-\alpha_{(P)}=0 }\) czy nie powinno być \(\displaystyle{ \alpha_{MA}+\alpha_{(P)}=0?}\)
Jest to dodatkowe równanie konieczne do rozwiązania układu statycznie niewyznaczalnego.
W tym zadaniu kąty obrotu wyznaczono sposobem Wereszczagina. Na rys.f,g przedstawione są wykresy pomocnicze\(\displaystyle{ M_{g}\ iM_{1}}\), na podstawie których wyznaczono
\(\displaystyle{ \alpha_{P}=\frac{1}{EI}\cdot (\Omega)\cdot (y_{0})=\frac{1}{EI}\cdot (-\frac{Pl}{2}\cdot l\cdot \frac{1}{2})\cdot(-\frac{1}{3}\cdot 1)=\frac{Pl^2}{12EI} \\
\alpha_{(M_{A}})=\frac{1}{EI}\cdot (\Omega)\cdot (y_{0})=\frac{1}{EI}\cdot (M_{A}l\frac{1}{2})\cdot(\frac{2}{3}\cdot 1)=\frac{M_{A}l}{3EI} }\)

czy nie powinno być \(\displaystyle{ \alpha_{(M_{A})}=\frac{1}{EI}\cdot (\Omega)\cdot (y_{0})=\frac{1}{EI}\cdot (M_{A}l\frac{1}{2})\cdot(-\frac{2}{3}\cdot 1)=-\frac{M_{A}l}{3EI}}\)
Porównując te kąty, wyznaczamy \(\displaystyle{ M_{A}}\)
\(\displaystyle{ \alpha_{(P)}=\alpha_{({M_{A}})}=>M_{A}=\frac{-Pl}{4} }\)
według mnie powinno być \(\displaystyle{ \alpha_{(P)}=-\alpha_{({M_{A}})}=>M_{A}=\frac{Pl}{4}}\)
StudentIB
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 618
Rejestracja: 9 lut 2015, o 13:01
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Poznań
Podziękował: 30 razy
Pomógł: 48 razy

Re: układ statycznie niewyznaczalny

Post autor: StudentIB »

Tak wygląda prawidłowe rozwiązanie tej belki uzyskane metodą numeryczną:

Kod: Zaznacz cały

https://imgur.com/6VZqpY7


Może się przydać.
kruszewski
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 6882
Rejestracja: 7 gru 2010, o 16:50
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Staszów
Podziękował: 50 razy
Pomógł: 1112 razy

Re: układ statycznie niewyznaczalny

Post autor: kruszewski »

Ciekawie wyglądałaby też linia belki ugiętej tym obciążeniem. Ma Pan możliwości by ją pokazać?
StudentIB
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 618
Rejestracja: 9 lut 2015, o 13:01
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Poznań
Podziękował: 30 razy
Pomógł: 48 razy

Re: układ statycznie niewyznaczalny

Post autor: StudentIB »

Jak najbardziej:

Kod: Zaznacz cały

https://imgur.com/4Dc9Qw4
marej
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 58
Rejestracja: 12 mar 2021, o 16:26
Płeć: Mężczyzna
Podziękował: 7 razy
Pomógł: 1 raz

Re: układ statycznie niewyznaczalny

Post autor: marej »

Czyli jednak powinno być tak jak ja obliczyłem. \(\displaystyle{ M_{a}=+\frac{Pl}{4}}\)
W jakim programie Pan to wykonał?
kruszewski
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 6882
Rejestracja: 7 gru 2010, o 16:50
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Staszów
Podziękował: 50 razy
Pomógł: 1112 razy

Re: układ statycznie niewyznaczalny

Post autor: kruszewski »

Z tego wykresu momentów

Kod: Zaznacz cały

https://imgur.com/6VZqpY7

widać wyraźnie, że moment utwierdzenia jest dodatni, bo wygiętą "w górę" belkę sprowadza do poziomego położenia w tym przekroju.
Zatem "wygina ją wypukłością w dół", zatem ma zwrot dodatni, co widać na wykresie.
Najpewniej program ma wklepaną zasadę oznaczania momentów "kręcących przeciwzegarowo" jak dodatnich, ale ta zasada obowiązuję w umowie o znakowaniu momentów "obrotowych" a nie momentów zginających.
Warto to wiedzięć i stosować.
StudentIB
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 618
Rejestracja: 9 lut 2015, o 13:01
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Poznań
Podziękował: 30 razy
Pomógł: 48 razy

Re: układ statycznie niewyznaczalny

Post autor: StudentIB »

marej pisze: 13 sie 2021, o 11:09 W jakim programie Pan to wykonał?
Ten darmowy program nazywa się LinPro 2.7.5, jego twórcą jest Enes Siljak. Informacje na jego temat (w tym filmiki instruktażowe) można znaleźć na stronie dr inż. Pawła Szeptyńskiego.

Są też inne aplikacje tego typu. Oczywiście zawsze da się to policzyć po prostu dowolnym programem MES, ale do takich zwykłych belek można użyć czegoś prostszego (i łatwiej wygenerować wykresy sił wewnętrznych). Mogę również polecić Strian, to przeglądarkowa aplikacja do obliczeń płaskich belek i ram. Też w pełni darmowa.
ODPOWIEDZ