MEK 4520 BRUDDMEKANIKK Løsningsforslag til obligatorisk øving 1.

Like dokumenter
TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Høsten Øving 10. Dersom ikke annet er oppgitt, antas det at systemet er i elektrostatisk likevekt.

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. ving 10.

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Høsten Øving 9. Veiledning: 18. oktober. Innleveringsfrist: 23. oktober kl 14.

Midtsemesterprøve onsdag 7. mars 2007 kl Versjon A

Oppgave 8.12 Gitt en potensialhvirvel med styrke K i origo. Bestem sirkulasjonen ' langs kurven C. Sirkulasjonen er definert som: ' /

Øving 6. Institutt for fysikk, NTNU TFY4155/FY1003: Elektrisitet og magnetisme. Veiledning: Uke 7 Innleveringsfrist: Mandag 19. februar.

TFE4120 Elektromagnetisme

Kap 21 Elektrisk ladning / Elektrisk felt

Fugletetraederet. 1 Innledning. 2 Navnsetting. 3 Geometriske begreper. Øistein Gjøvik Høgskolen i Sør-Trøndelag, 2004

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. ving 9.

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I FAG SIF 4012 ELEKTROMAGNETISME (SIF 4012 FYSIKK 2) Onsdag 11. desember kl

Øving 1. Institutt for fysikk, NTNU Fag SIF 4012 Elektromagnetisme og MNFFY 103 Elektrisitet og magnetisme Høst 2002

Løsningsforslag kapittel 3

Løsning øving 12 N L. Fra Faradays induksjonslov får vi da en indusert elektromotorisk spenning:

Øving 8. Dersom ikke annet er oppgitt, antas det at systemet er i elektrostatisk likevekt.

Tre klasser kollisjoner (eksempel: kast mot vegg)

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN MAI 2007

Kap. 23 Elektrisk potensial

Kapittel 2 Lineær-elastisk bruddmekanikk

KJM Radiokjemidelen

1 Virtuelt arbeid for stive legemer

Kap. 23 Elektrisk potensial

LØSNINGS FORSLAG EKSAMEN I EMNE SIF4005 FYSIKK Mandag 6. desember 1999 kl. kl for r R/2 ) for R/2 r R for r >R

Løsning øving 9 ( ) ( ) sin ( )

n_angle_min.htm

Betinget bevegelse

Klikk (ctrl + klikk for nytt vindu) for å starte simuleringen i SimReal.

Øving 9. Dersom ikke annet er oppgitt, antas det at systemet er i elektrostatisk likevekt.

Løsningsforslag til Øvingsoppgave 5

b) C Det elektriske feltet går radielt ut fra en positivt ladd partikkel.

Newtons lover i én dimensjon

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

Løsningsforslag for eksamen i FY101 Elektromagnetisme torsdag 12. desember 2002

Eksamen 3FY våren Løsningsforslag

Newtons lover i én dimensjon (2)

Fasthetslære. HIN Teknologisk avd. RA Side 1 av 8

EKSAMEN FAG TFY4160 BØLGEFYSIKK OG FAG FY1002/MNFFY101 GENERELL FYSIKK II Lørdag 6. desember 2003 kl Bokmål

Midtsemesterprøve onsdag 7. mars 2007 kl

EKSAMEN i. MA-132 Geometri. Torsdag 3. desember 2009 kl Tillatte hjelpemidler: Alle trykte og skrevne hjelpemidler. Kalkulator.

1 Mandag 1. mars 2010

Eksamen i MA-104 Geometri Løsningsforslag

Fysikk-OL Norsk finale 2005

Løsning midtveiseksamen H12 AST1100

Forelesning 9/ ved Karsten Trulsen

( 6z + 3z 2 ) dz = = 4. (xi + zj) 3 i + 2 ) 3 x x 4 9 y. 3 (6 2y) (6 2y)2 4 y(6 2y)

Konstanter og formelsamling for kurset finner du bakerst Merk: Figurene til oppgavene er ofte på en annen side enn selve oppgaven

0 g = B, R M ,, R M , , q q jgj = jet(g )j = 2 sin 2 sin 2 C A Ette at vi ha iviet Klein{Goon-ligningen me p jgj se en ut som f

Løsning eksamen TFY desember 2014

FYSIKK-OLYMPIADEN Andre runde: 4/2 2010

Løsningsforslag SIE4010 Elektromagnetisme 5. mai 2003

BASISÅR I IDRETTSVITENSKAP 2010/2011. Utsatt individuell skriftlig eksamen. 1BA 111- Bevegelseslære 2. Mandag 22. august 2011 kl

Løsningsforslag Kollokvium 1

EKSAMEN I FY1001 og TFY4145 MEKANISK FYSIKK: LØSNINGSFORSLAG

Gravitasjon og planetenes bevegelser. Statikk og likevekt

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Høsten Løsningsforslag til øving 8. a = e m E

Tre klasser kollisjoner (eksempel: kast mot vegg)

dx = 1 2y dy = dx/ x 3 y3/2 = 2x 1/2 + C 1

Løsningsforslag til eksamensoppgaver i ECON 2200 våren 2015

Løsningsforslag til ukeoppgave 11

Utvalg med tilbakelegging

Høst 95 Ordinær eksamen

Modul 1 15 studiepoeng, internt kurs Notodden/Porsgrunn

Løsningsforslag Fysikk 2 V2016

Newtons lover i to og tre dimensjoner

Gravitasjon og planetenes bevegelser. Statikk og likevekt

1 k 2 + 1, k= 5. i=1. i = k + 6 eller k = i 6. m+6. (i 6) i=1

Fasit til utvalgte oppgaver MAT1100, uka 20-24/9

Pytagoreiske tripler og Fibonacci-tall

Utvalg med tilbakelegging

Løsningsforslag til øving 4

gir g 0 (x) = 2x + x 2 (x + 3) x x 2 x 1 (x + 3) 2 x 5 + 2x 4 + 6x 3 + x 2 + x + 3 x 2 (x + 3) 2 g(x; y) h(x) F (x; y) =

Løsningsforslag, Midtsemesterprøve torsdag 6. mars 2008 kl Oppgavene med kort løsningsskisse

Eksamen TFY 4240: Elektromagnetisk teori

UNIVERSITETET I OSLO

Notat i FYS-MEK/F 1110 våren 2006

Problemet. Datamaskinbaserte doseberegninger. Usikkerheter i dose konsekvenser 1 Usikkerheter i dose konsekvenser 2

Om bevegelsesligningene

b) 3 MATEMATISKE METODER I 1 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Repetisjonsoppgaver Bruk av regneregler: 1 Regn ut: e) 0 x ) 4 3 d) 4 x f) 5y

Gravitasjon og planetenes bevegelser. Statikk og likevekt

Eksamen 16. des Løsningsforslag

HØGSKOLEN I BERGEN Avdeling for ingeniørutdanning

6. Beregning av treghetsmoment.

Betraktninger rundt det klassiske elektronet.

Løsningsforslag Fysikk 2 Høst 2015

Kap. 3 Krumningsflatemetoden

Løsningsforslag Eksamen i fag TEP4110 Fluidmekanikk

Brøkregning og likninger med teskje

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

BESVARELSE EKSAMEN SIF4005 FYSIKK For kjemi og materialteknologi Onsdag 12. desember Q r

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

Mandag E = V. y ŷ + V ẑ (kartesiske koordinater) r sin θ φ ˆφ (kulekoordinater)

Løsningsforslag TFE4120 Elektromagnetisme 24. mai = 2πrlɛE(r) = Q innenfor S =

Løysingsforslag for TMA4120, Øving 6

Eksamensoppgave i TEP4105 FLUIDMEKANIKK

Tall i arbeid Påbygging terminprøve våren 2014

Newtons lover i to og tre dimensjoner

Midtsemesterprøve fredag 10. mars kl

Løsningsforslag, Midtsemesterprøve fredag 13. mars 2009 kl Oppgavene med kort løsningsforslag (Versjon A)

Sensorveiledning Oppgaveverksted 4, høst 2013 (basert på eksamen vår 2011)

Løsningsforslag TEP 4110 FLUIDMEKANIKK 18.desember ρ = = = m / s m / s 0.1

Transkript:

- - ME 45 RDDMEAN Løsningsfoslg til obligtoisk øving. Oppgve () Vis t spekkbeiet ( enegy elese te ) fo et lineæ-elstisk mteile e knyttet til ening i komplinsen. Definisjon v : A, F hvo e lget tøyningsenegi i legemet og F e bei utføt v yte kefte. Lstkontoll ( holes konstnt ve spekkvekst): Nå kften e konstnt bli beiet lik kft gnge vei: F Ening i bei fo en infinitesiml økning v spekklengen bli : F Ve en gitt spekkstøelse kn en lgee tøyningsenegien bli tilføt ve en lineæ pålstning slik t enegien tilsve tingelet une lst-foskyvning-skuven: som gi eningen i tøyningsenegien ve en infinitesiml økning v spekkstøelsen som (Legg meke til t eningen i kftens bei gi et positivt bilg til foi øke mens ening i lget tøyningsenegi gi et negtivt big til som e hlvpten så stot. Vi kn si t nå spekken vokse vil kftens bei figjøe enegi hvov hlvpten megå til å øke tøyningsenegien mens en ne hlvpten bli tilgjengelig fo nne ny spekkflte. Om enne enegien e sto nok til å gi spekkvekst h vi ennå ikke ttt stilling til.) D få vi: F Vi innføe komplinsen, : Mek t suffiks e fjenet f (/) komplinsen e uvhengig v om en enes une lst- lle foskyvningskontoll. nnføt i siste uttykk fo få vi:

- - Foskyvningskontoll ( holes konstnt ve spekkvekst): Nå foskyvningen e konstnt gjø lsten intet bei. Deme bli ening i bei fo en infinitesiml økning v spekklengen: F Tøyningsenegien e som fø: som gi eningen i tøyningsenegien ve en infinitesiml økning v spekkstøelsen som (Legg nå meke til t eningen i kftens bei gi null bilg til mens ening i lget tøyningsenegi gi et positivet big til foi synke. Nå e et ltså f tøyningene vi få enegi figjot f, og lt e tilgjengelig fo å nne ny spekkflte.) D få vi: F Vi innføe komplinsen, : gjen e suffiks e fjenet f (/) komplinsen e uvhengig v om en enes une lst- lle foskyvningskontoll. nnføt i siste uttykk fo få vi: som e ientisk me uttykkekt fo lstkontoll. Følgelig gi efinisjonen v smme esultt om en betkte infinitesiml spekkvekst une lstkontoll elle foskyvningskontoll.

Oppgve (Supeposisjon,, ) ) En sto plte me sentespekk e belstet me en homogen én-kset spenningen som vist i figuen une til venste. Hv e uttykket fo spenningsintensitets-fktoen fo enne geometien? π b) Figuen ove til høye e v smme geometi, men spenningen e pålgt spekkfltene iekte. Anven supeposisjonspinsippet til å vise t e lik fo begge konfigusjone. A D () (D) A: ngen spekk. Defo ingen spenningsintensitet ve en tenkte spekkspissen. (Spenningen lngs en tenkte spekken e lik en yte spenningen.) : Spekken e innføt, men spenningen ve en tenkte spekken ve A (tombiningene) e estttet v nøyktig like stoe pålgte spenninge. Defo åpne spekken seg ikke og spenningsintensitetsfktoen e foststt lik null. : Som fo men kun me en yte spenningen. D: Som fo men kun me spenningene pålgt spekken. Viee e spenningsfeltet snu og efo også fotegnet enet til minus. Av ette følge: () (D) - () (D) - 3 -

c) Du få opplyst t plten e foholsvis tynn, v stål (E. 5 N/mm ) og h buseighet c 5 N/mm. Spekklengen e 8mm. eegn kitisk spenningen ve bu? Ve pln spenning (tynn plte) h vi: E og spenningsintensiteten fo enne geometien e gitt i eloppgve ). Vi få π E Ve bu h vi c og kn betegne en kitiske spenningen c som bli: c E c π 5. 5 π 4 5.7 N/mm - 4 -

Oppgve 3 (lstisk sone) ) tbeelsen v en plstiske sonen ve spekkspissen ble nslått v win ve å betkte spenningsfoelingen fon spekkspissen une tilnæmet lineæ-elstiske fohol. Vis hvilke esonnemente win gjoe. yy Lineæ-elstisk Elstisk-plstisk y p win esonete t spenningen yy fon spekkspissen ikke kunne ovestige mteilets flytegense. Defo måtte også spenningsfoelingen utleet ve LEFM tunkees ve flytegensen. Men fo å oppetthole likevekten tenkte hn seg t spenningsfoelingen une velle bli foskjøvet slik t flytesonen y utvies til p. Likevekt oppettholes nå et skvete elet ove (spenningene som ts bot ) e like stot som et ne skvete elet (spenningene som legges til). (Oppgven e me ette besvt, men utleningen viee e som følge:) Fo LEFM h vi: yy π Aelet som ts bot bli eme elet une hele LEFM-kuven ut til p minus ektngelet une : A y y π π y Dette kn foenkles ve å innføe betingelsen t yy fo y fo en lineæelstiske kuven slik t som gi y πy A y π y - 5 -

Aelet som legges til e i eliteten et ektngel foi et utgjøes v to kuve som e pllellfoskjøvet: A ( ) p y Liket mellom e to elene gi som et inteessnt mellomesultt: ( ) y p y p y Hvis vi løse betingelsen ove m.h.t. y få vi: y π p π b) Vis hvon wins esultt kn benyttes til å koigee fo effekt v en plstiske sonen. Hvo sto spekk kn toleees fo situsjonen i Oppgve c) nå mteilets flytegense e 69 N/mm? Vi tenke oss en effektiv spekk me spekkspissen ve y p /. Denne spekken vil ligne et lineæelstisk tilfellet i og me t en h en spenningsfoeling fon seg som fo LEFM nå vi se bot f en plstiske sonen umielbt fon spekkspissen. Vi efinee efo en effektive spekklengen som p eff + og eff Y ( eff / W ) πeff Ve bu e eff c. eff c Ec Me Y h vi også t: 5. 5 774.8 N eff 774.8 eff πeff eff 4. mm (ltså lik i oppg. c) π π 5.7 føste itesjon nt vi t eff og få: mm 774.8 p. mm π π 69 p. eff 4..94 mm ne itesjon opptee vi me folige nslg på og beegne ny : -3/ π 5.7 * π.94 53.4 N mm -3/ - 6 -

53.4 p.55 mm π π 69 p. eff 4. 3. mm Flee itesjone gi 3.5, 3.7, 3.7, 3.7 konvegee mot 3.7 mm. 6.3 mm c) Hvis hvon utbeelsen v en plstiske sonen utlees i følge Dugle-moellen ( stipyiel -moellen). Dugle tenkte seg t et i Mous vil be seg en flytesone f spekkspissen som et bån ( stip ) i smme pln som spekken, og t lengen ρ v enne sonen øke me belstningen inntil en h bet seg gjennom hele legemet. Lengen v enne flytesonen bestemte hn ve å benytte supeposisjon v kjente løsninge fo. Hn tenkte seg t en fysiske spekken pluss flytesonen utgjø en tenkt spekk. Hn betktet mteilet i flytesonen som noe som tkk på spekkens flte me en spenning lik flytegensen. Altså kunne hn esttte flytesonen me et tenkt pålgt spenningsfelt som vist une. Som viee vist h hn en spekk me to ulike pålstninge som i følge supeposisjonspinsippet kn eles opp i to septe tilfelle me kjente uttykk fo.; opening og closue. Ve spissen v en tenkte spekken h vi ingen singulitet (TOD), og spenningsintensiteten e efo null. Altså h vi: opening + closue som me kjente løsninge fo opening og closue kn løses fo ρ. - 7 -

(Dette gi sv på oppgven som emonstee foståelsen v moellen. Viee utlening v uttykket fo ρ kn væe en go øvelse, men vil væe i oveknt å fovente ve eksmen.) opening e gitt v en velkjente løsningen π hvo estttes v +ρ som gi π + ρ opening ( ) closue kn finnes ve å integee løsningen fo en spekk me enkelt lst på spekkflten: x - + + x x ( + ), ( ) π x π + x hvo estttes v +ρ og estttes v - x. Symmeti gi : + ρ + ρ + + ρ x x x + ρ x opening + ( ) + π + ρ ρ x π ( + ρ ) + ρ + x som løses til + ρ opening ccos π + ρ Ve å sette summen v opening og closue li null få vi: π cos + ρ Denne kn foenkles ve å nvene ekkeutvikling til en Tylo-seie fo cosinus-funsjone: π π + + ρ! 4! 6! og behole e to føste leene. Løst fo ρ få vi : π ρ 8 4 He kjenne vi igjen pmetene som inngå i uttykket fo fo en fysiske spekken. ttykket omfomes eme til: π 8 ρ π 6 + - 8 -