Sommario
- Calcolo del diagramma del momento flettente
- Calcolo del diagramma del momento flettente a mano
- Convenzione dei segni per i diagrammi dei momenti flettenti
- Come calcolare la flessione usando SkyCiv Beam
Calcolo del diagramma del momento flettente
Di seguito sono riportate semplici istruzioni su come calcolare il diagramma del momento flettente di a trave semplicemente supportata. Studia questo metodo in quanto è molto versatile (e può essere adattato a molti diversi tipi di problemi. La capacità di calcolare il momento di a fascio è una pratica molto comune per gli ingegneri strutturali e spesso si presenta agli esami universitari e delle scuole superiori. È bene notare in anticipo, che il software SkyCiv Beam possa visualizzarli calcoli manuali istantaneamente e automaticamente! Seguiremo il tutorial di oggi con un esempio tratto direttamente dal modulo di calcolo manuale in SkyCiv Beam.
in primo luogo, cos'è un momento flettentet? Un momento è una forza rotazionale che si verifica quando una forza viene applicata perpendicolarmente a un punto a una data distanza da quel punto. Viene calcolato come la forza perpendicolare moltiplicata per la distanza dal punto. Un momento flettente è semplicemente la piega che si verifica in una trave a causa di un momento.
È importante ricordare due cose quando si calcolano i momenti flettenti; (1) le unità standard sono Nm e (2) la flessione in senso orario è considerata negativa. Con le definizioni fuori mano, diamo un'occhiata ai passaggi per calcolare un diagramma del momento flettente:
Calcolo del diagramma del momento flettente a mano
1. Calcola le reazioni ai supporti e disegna il diagramma a corpo libero (FUP)
Se non sai come fare determinare le reazioni ai supporti – per favore guarda prima questo tutorial. Una volta che hai le reazioni, disegna il tuo diagramma a corpo libero e Diagramma della forza di taglio sotto la trave. Infine il calcolo dei momenti può essere effettuato nei seguenti passaggi:
2. Da sinistra a destra, rendere “tagli” prima e dopo ogni reazione / carico
Per calcolare il momento flettente di una trave, dobbiamo lavorare allo stesso modo che abbiamo fatto per il diagramma della forza di taglio. A partire da x = 0 ci muoveremo attraverso la trave e calcoleremo il momento flettente in ogni punto.
Tagliare 1
Fare un “tagliare” subito dopo la prima reazione del raggio. Nel nostro semplice esempio:
[fonte: SkyCiv Modulo di calcolo della mano del raggio]
Tagliare 2
Questo taglio viene eseguito appena prima della seconda forza lungo la trave. Poiché non ci sono altri carichi applicati tra il primo e il secondo taglio, il equazione del momento flettente rimarrà lo stesso. Ciò significa che possiamo calcolare il momento flettente massimo (in questo caso nel punto medio, o x = 5) semplicemente sostituendo x = 5 nell'equazione precedente:
Tagliare 3
Questo taglio viene eseguito subito dopo la seconda forza lungo la trave. Ora abbiamo DUE forze che agiscono a sinistra del nostro taglio: una reazione di supporto di 10 kN e un carico che agisce verso il basso di -20 kN. Quindi ora dobbiamo considerare entrambe queste forze mentre procediamo lungo il nostro raggio. Per ogni metro ci muoviamo attraverso la trave, ci sarà un momento di + 10kNm aggiunto dalla prima forza e -20kNm dalla seconda.
Tagliare 4
Ancora, spostiamoci a destra del nostro raggio e facciamo un taglio appena prima della nostra prossima forza. In questo caso, il nostro prossimo taglio avverrà appena prima della reazione del supporto destro. Poiché non ci sono altre forze tra il supporto e il nostro taglio precedente, l'equazione rimarrà la stessa: M(X) = 50 -10(x-5) per 5 ≤ x≤ 10 E sostituiamo x = 10 per trovare il momento flettente alla fine della trave: M(X) = 50 – 10(10-5) = 0kNm Questo ha perfettamente senso. Poiché il nostro raggio è statico (e nessuna rotazione) ha senso che il nostro raggio abbia zero momenti a questo punto quando consideriamo tutte le nostre forze. Soddisfa anche una delle nostre condizioni iniziali, che la somma dei momenti in appoggio è uguale a zero. NOTA: Se i tuoi calcoli ti portano a qualsiasi altro numero diverso da 0, hai fatto un errore!
Convenzione dei segni per i diagrammi dei momenti flettenti
I diagrammi dei momenti flettenti possono creare un po' di confusione quando si tratta di convenzioni sui segni. Potresti vedere lo stesso diagramma disegnato in direzioni completamente diverse e/o valori positivi/negativi. Le due convenzioni comuni sui segni sono visualizzate di seguito, per una norma trave con carico distribuito verso il basso:
Diagramma positivo con valore positivo:
La forza di flessione è una forza positiva, e visualizzato nella direzione positiva. Questa è la convenzione usata nell'esempio precedente mentre ci muoviamo da sinistra a destra lungo la trave:
Diagramma negativo con valori negativi:
La forza di flessione è nella direzione negativa, e visualizzato come tale nel grafico:
In entrambi i casi, la forza di flessione è la stessa ed è generata dall'abbassamento della trave. La cosa importante è che la regola della mano destra dovrebbe governare e che ti attieni alla stessa convenzione di segno in tutte le parti del tuo progetto.
BONUS: Come calcolare la flessione utilizzando SkyCiv Beam
Sotto la nostra versione a pagamento di SkyCiv Beam la calcolatrice ti mostrerà anche i calcoli a mano piena, mostrando i passaggi effettuati per calcolare a mano i diagrammi del momento flettente. Modella semplicemente il tuo raggio usando la calcolatrice, e premi Risolvi. Ti mostrerà i calcoli passo dopo passo su come disegnare un diagramma del momento flettente (compresi i tagli):
SkyCiv ha anche un Calcolatore del fascio gratuito per calcolare velocemente e facilmente i diagrammi del momento flettente. Si calcola anche reazioni a supporti, diagrammi delle forze di taglio, e deviazione e rapporti di span. Quindi dai un'occhiata ora o registrati oggi per iniziare SkyCiv Beam!
