Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Fysik

Sådan beregnes Cantilevers

Cantilevers er bjælker, der stikker ud af en struktur uden støtte på den frie ende, ligesom en dykkerbræt. Cantilevers bærer ofte belastninger, når de bruges i bygninger - som f.eks. Til balkoner - eller broer eller tårne. Selv et flys vinger kan betragtes som cantilevered bjælker. Når en belastning sidder på en cantilevered beam, forekommer der to reaktioner ved dets understøtning. Der er den vertikale forskydningskraft, som modvirker objektets vægt, men den større kraft er ofte bøjningsmomentet, som holder strålen fra at rotere. Du kan beregne disse belastninger ved hjælp af et par ligninger.

Bestem bjælkens vægt selv. Hvis dette ikke er kendt, kan du kigge op i strålematerialets tæthed og derefter multiplisere det tal ved hjælp af bjælkens volumen.

Beregn skærekraft ved bjælkens støtte. Dette er den lodrette, opadgående kraft, der modvirker vægten af ​​strålen og objektet. Som du måske forventer, er skærekraften simpelthen summen af ​​bjælkens vægt og den belastning, den bærer.

Beregn bøjningsmomentet på grund af selve strålens vægt. Bøjningsmomentet langs et tværsnit svarer til afstanden til en vinkelret kraft gange størrelsen af ​​denne kraft. For eksempel, hvis en 10 Newton-kraft virker på en bjælke på 20 m fra sin cantilevered støtte, er øjeblikket på understøtningen 200 Newton-meter. Fordi midterpunktet af en stråle er ved midtpunktet af dens længde, er det øjeblik, der er forårsaget af strålen, dens vægt multipliceret med halvdelen af ​​dens suspenderede længde.

Beregn bøjningsmomentet på grund af vægten af belastning. Dette svarer til belastningens vægtpunkt gange dens afstand fra bjælkens støtte. For eksempel, hvis 10 kg rektangulær blomst seng sidder på en bjælke på mellem 15 og 20 m fra understøtningen, ville dets inducerede bøjningsmoment være:

17,5 m * 10 kg = 175 kg-m.

Tilføj bøjningsmomenterne induceret af lasten og selve strålen for at opnå det samlede bøjningsmoment.

Advarsel

Husk ikke at tilføje forskydningskraft og bøjningsmomentet direkte. Skærekraft er en lodret kraft parallelt med bjælkens tværsnit, mens bøjningsmomentet består af små, vandrette kræfter, som både skubber og trækker vinkelret på bjælkens tværsnit.

Klik for at udvide hele teksten