Den kritiske lasten for at den skal begynne å bøye ut kalles knekklasten. Den avhenger av stavens elastiske egenskap og er gitt ved: 2 = (0.



Like dokumenter
Bøyninger i bjelker. Vi skal betrakte en lengde-enhet av bjelken, stykket AB. Når bjelken bøyer seg, kan vi

Kap. 2.3 Dimensjonering mht knekking. Kap. 2.3 Dimensjonering mht knekking. Innhold. (1) Knekking av rett stav: Eulerknekking

MAT1030 Forelesning 21

Forelesning 20. Kombinatorikk. Roger Antonsen - 7. april 2008

Oppgaver i kapittel 1 - Løsningsskisser og kommentarer Lærebok:

MAT1030 Forelesning 16

Rekursjon og induksjon. MAT1030 Diskret matematikk. Induksjonsbevis. Induksjonsbevis. Eksempel (Fortsatt) Eksempel

Førsteordens lineære differensiallikninger

MAT1030 Forelesning 21

Spenninger i bjelker

Kapittel 9: Mer kombinatorikk

Obligatorisk oppgave 4 i INF4400 for Jan Erik Ramstad

Logiske innenheter (i GKS og PHIGS) kreves ikke i besvarelsen: String Locator Pick Choice Valuator Stroke

Normalfordeling. Høgskolen i Gjøvik Avdeling for teknologi, økonomi og ledelse. Statistikk Ukeoppgaver uke 7

E K S A M E N. MEKANIKK 1 Fagkode: ITE studiepoeng

HiN Eksamen IST Side 4

HIN Industriteknikk RA Side 1 av 13. Struktur og innkapsling

EKSAMEN I EMNE TKT4116 MEKANIKK 1

EKSAMEN I EMNE TKT 4100 FASTHETSLÆRE

Det skal ikke tas hensyn til eventuelle skjærspenninger i oppgavene i øving 5

Homogenitet av grad 1; makro og lang sikt, rollen til frikonkurranse

Steni 2. b eff. Øvre flens Steg h H Nedre flens

3 Tøyningsenergi. TKT4124 Mekanikk 3, høst Tøyningsenergi

Plan. MAT1030 Diskret matematikk. Eksamen 12/6-06 Oppgave 2. Noen tips til eksamen

Beregning av konstruksjon med G-PROG Ramme

Seismisk dimensjonering av prefab. konstruksjoner

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TDT4230 VISUALISERING TIRSDAG 7. AUGUST 2007 KL LØSNINGSFORSLAG

Kapittel 9: Mer kombinatorikk

EKSAMEN I EMNE TKT4116 MEKANIKK 1

STK1100 våren Betinget sannsynlighet og uavhengighet. Vi trenger en definisjon av betinget sannsynlighet! Eksempel 1

Prøving av materialenes mekaniske egenskaper del 1: Strekkforsøket

Beregning etter Norsok N-004. Platekonstruksjoner etter NORSOK N-004 / DNV-RP-C201

7 Rayleigh-Ritz metode

Elastisitetens betydning for skader på skinner og hjul.ca.

RAPPORT (Redigert for publisering 1 ) Vurdering av transportkule. Trykkbegrensninger for gulv samt beregninger omkring E-modul for transportkule

Eksemplet bygger på en ide fra Thor Bernt Melø ved Institutt for fysikk ved NTNU og Tom Lindstrøms bok Kalkulus.

Massegeometri. Vi skal her se på noen begreper og utregninger som vi får stor bruk for videre i mekanikken.

EKSAMEN I EMNE TKT 4100 FASTHETSLÆRE

Eksempel på symmetrisk feil: trefase kortslutning på kraftlinje.

Oppgave for Haram Videregående Skole

EKSAMEN I EMNE TKT4116 MEKANIKK 1 Onsdag 23. mai 2007 Kl

B10 ENKELT SØYLE BJELKE SYSTEM

EKSAMEN. Ta med utregninger i besvarelsen for å vise hvordan du har kommet fram til svaret.

35 Z Justerbar hengsle For å få hengsle med forskjøvet bakplate selges platene løse og byttes ut med platen på 3711.

Fysikkolympiaden Norsk finale 2012

12 meter lengder SDR 26 SDR 17,6 SDR 17 SDR 11 SDR 7,4 PE100 X X X X PE80* * Utgår i løpet av meter lengder SDR 17,6 SDR 17 SDR 11 PE100 X X

Konstruksjonskrus Eurokode 5. Innhold. Introduksjon til forbindelser EK5

Løsningsforslag til øving 10

Aksler. 10/30/2014 Øivind Husø 1

R Differensialligninger

1 t f Bestem de partielle deriverte. når 2 2. og f y. Oppgave 2

SVEISTE FORBINDELSER

4.3.4 Rektangulære bjelker og hyllebjelker

EKSAMEN I EMNE TKT4116 MEKANIKK 1

10 Tøyninger og kinematisk kompatibilitet

Krefter Stikkord (Se kompendium for fullstendig tekst)

Statikk og likevekt. Elastisitetsteori

I den generelle situasjonen vil massen, dersom den er ute av fjæras likevekt akselerere iht. Newton 2. lov: 2 2 (0.1) dt (0.2) (0.3) (0.

KRITISK LAST FOR STAVER (EULERLAST) For enkle stavsystemer kan knekklengden L L finnes ved. hjelp av hvilket som helst egnet hjelpemiddel.

I! Emne~ode: j Dato: I Antall OPf9aver Antall vedlegg:

! EmnekOde: i SO 210 B. skriftlige kilder. Enkel ikkeprogrammerbar og ikkekommuniserbar kalkulator.

1. Åpen sløyfefunksjon når den langsomme digitale regulatoren er en P-regulator.

Mekanisk belastning av konstruksjonsmaterialer Typer av brudd. av Førstelektor Roar Andreassen Høgskolen i Narvik

Eurokoder Dimensjonering av trekonstruksjoner

Kapittel 1:Introduksjon - Statikk

EKSAMEN TKT 4122 MEKANIKK 2 Onsdag 4. desember 2013 Tid: kl

Algoritmer og datastrukturer Avsnitt Algoritmeanalyse

Ekstra formler som ikke finnes i Haugan

Barduneringskonsept system 20, 25 og 35

SVEISTE FORBINDELSER NS-EN Knutepunkter

Utnyttelse stålbjelke Vegard Fossbakken Stålbrudagen 2013

EKSAMEN I EMNE TKT4122 MEKANIKK 2

EKSAMEN. MATERIALER OG BEARBEIDING Fagkode: ILI 1458

Limtre Bjelkelags- og sperretabeller

EKSAMEN I EMNE TDT4195 BILDETEKNIKK LØRDAG 26. MAI 2007 KL LØSNINGSFORSLAG - GRAFIKK

For at en funksjon i to variable skal ha en grenseverdi i punktet (a,b), dvs.

Emnekode: IRB22013 Emnenavn: Konstruksjonsteknikk 2. Eksamenstid: kl Faglærer: Jaran Røsaker (betong) Siri Fause (stål)

4.3. Statikk. Dimensjonerende kapasitet mot tverrlast og aksialkraft. 436 Gyproc Håndbok Gyproc Teknikk. Kapasiteten for Gyproc Duronomic

Cobb - Douglas funksjonen ( ), Kut Wicksell, 1893, doktoravhandling,

Forelesning Klasse M3A g A3A Side 1 av 5

EKSAMEN I EMNE TKT4122 MEKANIKK 2

Forkunnskaper i matematikk for fysikkstudenter. Integrasjon.

Statiske Beregninger for BCC 800

Seismisk dimensjonering av pelefundamenter

Brandangersundbrua utfordrende design og montering

Antall oppgavesider: 4 Antall vedleggsider: 6

Forfatter Per Arne Hansen

Test, 3 Sannsynlighet

Schöck Isokorb type K

D4 BRANNTEKNISK DIMENSJONERING AV ELEMENTER

Konstruksjoner Side: 1 av 10

Eksamensoppgave i TDT4120 Algoritmer og datastrukturer

Løsningsforslag til eksamen i TELE2001-A Reguleringsteknikk

8 + AVSLUTTE SPILLET Handelsenheten forteller deg når spillet er over, etter 1 time. BATTERY INFORMATION

OVERFLATE FRA A TIL Å

MEMO 703a. Søyler i front - Innfesting i plasstøpt dekke Standard armering

B12 SKIVESYSTEM 141. Figur B Oppriss av veggskive. Plassering av skjøtearmering for seismisk påkjenning.

D4 BRANNTEKNISK DIMENSJONERING AV ELEMENTER

Praktisk betongdimensjonering

Produkt bygget opp av et sett av strenger og et dekke forbundet til strengene ved hjelp av en festeanordning

Transkript:

HIN Industriteni RA 5.11.03 Side 1 av 7 Kneing Staver Kneing er en elastis eller plastis ustabilitet som forårsaes av trspenninger. For å forstå fenomenet er det vanlig å starte med det enleste tilfelle, som betegnes Eulerstaven. Dette er en stav som med leddet innfesting som er fastholdt i sideretningen, og som er utsatt for tr. En liten esentrisitet i belastningen vil få staven til å bøe ut sidelengs når trraften oversrider en viss verdi. Vi ser at raftens moment om punt P, og dermed bøemomentet i bjelen øer med utbøningen. Har staven først begnt å bøe seg, vil den bli svaere jo mer den bøer seg 1. Ved bøning opphører staven å være en asialstav belastningsmessig sett. Den er nå en bjele, fordi det virer bøemoment i den. 1 F F > P E a1 P Den ritise lasten for at den sal begnne å bøe ut alles nelasten. Den avhenger av stavens elastise egensap og er gitt ved: π EI PE = (0.1) der E er materialets E-modul, I er stavtverrsnittets annet arealmoment og er lengden. Knelasten er avhengig av hvordan trstaven an bøe seg. Eulerstaven er leddet øverst og nederst og endene an rotere om leddet uten motstand fra innfestingen. Hvis f.es. nedre ende er fast innspent, vil denne være fastholdt mht. rotasjon og det nelasten blir høere. Vi bruer samme grunnformel som før, men ompenserer ved å innføre nelengden, som regnes ortere enn. Formel (0.1) omdannes til π EI P =, der = fator (0.) Fatoren vises på figuren under for en del vitige tilfeller, der (1) er eulerstaven: 1 Dette følger av analse med 1. ordens bjeleteori, som un gjelder for små deformasjoner. En mer nøatig analse viser at staven tar masimal raft ved a. 30% utbøning, forutsatt at den elastise grensen ie er oversredet, jfr, stavsprang.

HIN Industriteni RA 5.11.03 Side av 7 Esempel En treantet ramme ABC som er 600 mm hø og stier 450 mm ut fra veggen sal bære en raft på F = 5000 N. Kraften virer på tterste ant. Hva er trraften i del BC? Hvor stort annet arealmoment må det være for tverrsnittet av del BC? øsning Da raften virer i B, vil bøestivheten i hjørne A ie bidra til å bære raften. Vi idealiserer derfor til et fagver, se figur. A 450 F B v 1 F Betrat nute B og finn stavraften N BC : F = 0: F NBCsinv= 0 450 NBC = 650 N, (sin v= = 0,8) 600 600 C Del BC står i tr og an nee. Dette an nå enten sje i planet som inneholder ABC eller i et plan vinelrett på dette. Stivheten i rammehjørnene motvirer neing med ledd i B og C i planet som inneholder ABC, Evt. neing vil sje etter neform (3). Uten spesielle mottilta vil rammen unne vri seg ut av planet ABC i puntene B og C, se figur og evt. neing blir etter neform (1), som ommer ved mindre raft enn neform (3). Kneform (1) blir dimensjonerende: = = + = = 1 1 600 450 750 mm 0, 75 m 9 π EI π 70 10 P =, 650= 0,75 I = 5,1 10 m = 5100 mm 9 4 4 4 Altså vi må brue en profil for del BC som har annet arealmoment på minst I = 5100 mm. Hvis Hele hjørnet sjæres ut av 3 mm plate, sli at del BC blir 3 mm t, finner vi at 1 3 4 bredden må være omring 500 mm ( 500 3 = 565 mm ), og at det dermed ie er 1 mulig å brue flat plate. Vi må brue profil eller bue en ant langs BC. Oppslag i tabeller viser at vi f.es. an brue et vinelprofil på 5 5 mm ( mm platetelse, 4 I = 5700 mm ). I Korte staver, nespenning Vi an bringe inn trspenningen i materialet ved å dividere med tverrsnittet. Formelen for neing an da omgjøres til en formel for nespenning: π E = (0.3) λ der λ betegnes staven slanhet og er gitt ved λ =, i

HIN Industriteni RA 5.11.03 Side 3 av 7 i betegnes arealtreghetsradien og fås av i = I A Dersom staven er ort, vil nespenningen beregnet på denne måten bli høere enn materialets fltegrense eller trbruddgrense. Når deler av staven når fltegrensen vil ombinasjonen av elastis og plastis tøning vil forstere deformasjonen, og staven får en plastis assistert neing, også alt uelastis neing. Plastis assistert neing inntreffer ved dutile materialer ved λ < 50 80. For meget orte staver blir den tillate spenningen li fltespenningen. Det vil da være en overgangssone mellom den rene eulertilstanden og den rene fltompressjonen, der tillat trspenning må begrenses. Det finnes en ree metoder for å besrive denne overgangen, bla ved bru av tangentmodulorresjon (MI standard, USA, /1/) eller ved å legge inn en rett linje mellom λ-verdier mellom a 15 og a 50 3, som er en vanlig metode tilpasset aluminium i satellitt- og romfartø-struturer/1/. Den vanligste metoden er imidlertid å legge inn "Johnson's parabel". Den ritise spenningen settes da til: λ 1 E 1, > λ< π 4π E =, π E, ellers λ der er fltespenning (0.4) Denne funsjonen er plottet i figuren under. d d Tangentmodulen er den deriverte Et = for ε-verdier over proporsjonalgrensen. er sann spenning. ε 3 Clar and Rolf (1966), metoden er tilpasset amerianse enheter

HIN Industriteni RA 5.11.03 Side 4 av 7 [MPa] Eulerurve λ Knespenning for trstav, orrigert for fltespenning,, formel (0.4). Plateneing Kne-fenomenet er så langt forlart ved hjelp av utbøing av en trstav. Imidlertid er loal neing av tnne tverrsnitt så som plater, plater med stivere, forsjellige sall, bjeler med tnne tverrsnitt osv. lie vitig. Disse tpene neing betegnes loal neing eller buling ("buling"), og er både av elastis og av plastis arater. Klassis analse vil gi at trspenningen som gir loal neing i tnne plater avhenger av plateslanheten i andre potens /1/, // og /3/: π E t = 1( 1 ν ) b, (0.5) der er en fator som avhenger av opplagring og lastbilde, og er oppgitt i tabeller. ν er poissontallet, t og b er hhv platen telse og bredde (vinelrett på lasten). Tabell 1 viser noen verdier for onstanten /3/. En vanlig geometri i satellitter er tnnveggete slinder. Slindersmmetrien gir en mer stabil form, og ritis spenning avhengig av telse/diameterforholdet i første potens. Data fra NAFSA Handboo og andre ilder /4/ oppgir en sierhetsfator på omring 3 for å fange opp faren for geometrise avvi fra ideell slinderform: E t t t = 0,6E, 0, tillatt = = E (0.6) 1 ν r r 3 r der E er materialets E-modul, t og r er hhv. veggtelse og radius for slinderen. oal neing gjør seg gjeldende i alle trbelastede områder dersom godstelsen er for liten. I bjeler som bøes vil trflensen være utsatt ved at anten får et nemønster (buler). Den delen av steget som er i tr, vil derimot være støttet av geometrien. Det følger

HIN Industriteni RA 5.11.03 Side 5 av 7 av dette at rør og hulprofiler vil være vesentlig bedre mht. loal neing. Ved store bredder, blir rør og hulprofiler å betrate som plater og rør, se over. --------------- Esempel En aluminiumplate sves på plass i et spor i et rammever for en satellitt. Platen måler 500 00 mm og belastes med tr på den orteste anten. Anta at tret fordeler seg jevnt og beregn ritis last på plateanten mht. loal neing i platen. øsning: Belastningen tilsvarer situasjon 1a i plateneing, Tabell 1. a 500,5 K 3,37 b = 00 = = For aluminium har vi E = 70 GPa og ν = 0,3 9 π E t π 70 10 6 = K 3,37 6 10 Pa = 6 MPa = 1 ν b 1 0,3 00 6 6 P = A= 6 10 Pa 00 10 m = 10.300 N ( ) Vipping En annet vitig fenomen er vipping, eller torsjonsustabilitet. Dimensjonering mot vipping gjøres for esempel i NS347 // for stålonstrusjoner. Feil! Fant ie referanseilden. viser at man an minse vippingsfaren ved å henge opp lasten under en bjele i stedet for å plassere den oppe på bjelen. Figur 1. Vipping /1/

HIN Industriteni RA 5.11.03 Side 6 av 7 1 Sarafin, T. (ed.): Spaeraft Strutures and Mehanisms From Conept to aunh, Miroosm, In. / lüwer 1995. NS 347 3:001, Prosjetering av stålonstrusjoner. Beregnings- og onstrusjonsregler. Norges Standardiseringsforbund. 3 Young, W.C.: and Budnas, R.G.: Roar's Formulas for Stress and Strain, 7th. ed. MGraw-Hill 00. 4 Cruise, A.M., Bowles, J.A., Patri, T.J. and Goodall, C.V.: Priniples of Spae Instrument Design, Cambridge Univ. press, 1997

HIN Industriteni RA 5.11.03 Side 7 av 7 1a E t = K 1 ν b b t: telse, b: bredde E: E-modul, ν: poissontall K: Kneingsfator -: Verdi an estimeres x: Verdi an ie estimeres a 0, 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 1,0 1, 1,6,0,5 3,0 5,0 b 1a Alle anter fritt lagret, 10,9 6,9 5,57 4 4,3 3,45 3,9 3,40 3,45 3,9 3,37 4 3,9 3,9 3,9 1b Alle anter innspent x x x x x x 7,7 7,5 7,1 6,7 6,6 6,4 5,73 5,73 1 Kantene b fritt lagret x x 7,76 6,3 5,80 6,00 5,80 5,80 6,00 5,76 1 - - - 5,73 Kantene a innspent 1d Kantene b fritt lagret x x x 3,6 - - 1,18 0,934 0,687 0,574 0,50 0,464 0,416 x En side a fritt lagret, en side a fri 1e Kantene b fritt lagret x x x x x x 1,40 1,1 1,09 1,14 1, 5 x x x En side a innspent en side a fritt lagret 1f Kantene b innspent x x x x 11,0 7,18 5,54 4,80 4,39 3,99 3,81 3,63 x x Kantene a fritt lagret 1 Tabell 1 Kneingsformel og neingsfator for plan plate under jevnt tr på motsatte anter. Utarbeidet fra Roar's formler. 4 Interpolert 5 Estrapolert