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Lors de la conception d'une structure telleen tant que bâtiment ou pont, il est important de comprendre les nombreuses forces qui sont appliquées aux éléments structurels tels que les poutres et les tiges. Deux forces structurelles particulièrement importantes sontdéviation et tension. La tension correspond à la force exercée sur une tige, tandis que la déflexion correspond à la quantité de déplacement de la tige sous une charge. La connaissance deces concepts détermineront la stabilité de la structure et la possibilité d'utiliser certains matériaux lors de la construction.
Tension sur la tige
Dessine undiagramme de la tige et configuration d’un système de coordonnées (par exemple, les forces appliquées à droite sont «positives», les forces appliquées à gauche sont «négatives»).
Marquez toutes les forces qui sontappliqué à l'objet avec une flèche qui pointe dans la direction dans laquelle la force est appliquée. C'est ce qu'on appelle un "diagramme de corps libre".
Séparer les forces horizontales et verticalesComposants. Si la force est appliquée selon un angle, dessinez un triangle rectangle avec la force agissant comme hypoténuse. Utilisez les règles de la trigonométrie pour trouver les côtés adjacents et opposés,qui seront les composantes horizontales et verticales de la force.
Pour trouver la tension résultante, additionnez les forces totales sur la tige dans les directions horizontale et verticale.
Déviation de la tige
Trouvez le moment de flexion de la tige. Ceci est obtenu en soustrayant la longueur de la tige L par la variable de position z, puis en multipliant le résultatpar la force verticale appliquée à la tige - désignée par la variable F. La formule pour cela est M = F x (L - z).
Multipliez le module d'élasticité de la poutre par le moment d'inertie dele faisceau autour de l'axe non symétrique.
Divisez le moment de flexion de la tige de l’étape 1 par le résultat de l’étape 2. Le résultat obtenu dépend de la position sur la tige.(donné par la variable z).
Intégrez la fonction de l'étape 3 par rapport à z, les limites d'intégration étant 0 et L, la longueur de la tige.
Intégrer lefonction résultante à nouveau par rapport à z, les limites d’intégration allant de 0 à L, la longueur de la tige.