21 ጥያቄዎች እና መልሶች በማጠፍ ቅጽበት ዲያግራም ላይ

መግለጫ

የሸርተቴ ዲያግራም በጨረሩ ርዝመት ላይ ባለው መስቀለኛ ክፍል ላይ የሸረር ኃይል ልዩነት ግራፊክ ውክልና ነው። በሼር ሃይል ዲያግራም እገዛ ለሼር ተገዢ የሆኑ ወሳኝ ክፍሎችን እና ውድቀትን ለማስወገድ የሚደረጉ ማሻሻያዎችን መለየት እንችላለን።

በተመሳሳይም,

የታጠፈ ቅጽበት ዲያግራም በጨረሩ ርዝመት ላይ ባለው መስቀለኛ ክፍል ላይ ያለው የመታጠፊያ ቅጽበት ልዩነት ስዕላዊ መግለጫ ነው። በመታጠፊያ ቅጽበት ዲያግራም እገዛ፣ ውድቀትን ለማስወገድ መታጠፍ እና የንድፍ ማሻሻያ የሚደረጉትን ወሳኝ ክፍሎችን መለየት እንችላለን። የሼር ሃይል ዲያግራም (ኤስኤፍዲ) በሚገነቡበት ጊዜ የመታጠፊያ ቅጽበት ዲያግራም (ቢኤምዲ) በሚገነቡበት ጊዜ በጨረሩ ላይ በሚሰራው የነጥብ ጭነት ምክንያት ድንገተኛ መነሳት ወይም ድንገተኛ ውድቀት አለ። በጨረራ ላይ በሚሠሩ ጥንዶች ምክንያት ድንገተኛ መነሳት ወይም ድንገተኛ ውድቀት አለ።

ጥ.1) የመታጠፍ ቅጽበት ፎርሙላ ምንድን ነው?

በሰዓት ወይም በተቃራኒ ሰዓት አቅጣጫ ምክንያት በተወሰነ የጨረራ መስቀለኛ ክፍል ላይ ያለው የአልጀብራ ድምር በዚያ ነጥብ ላይ መታጠፍ ይባላል።

 ደብሊው በአንድ አካል ውስጥ ባለ ነጥብ A ላይ የሚሰራ የሀይል ቬክተር ይሁን። ስለ ማመሳከሪያ ነጥብ (ኦ) የዚህ ኃይል ቅጽበት ይገለጻል።

M = W xp

የት M = አፍታ ቬክተር, p = ከማጣቀሻ ነጥብ (O) ወደ ኃይል አተገባበር ቦታ.  ምልክት የቬክተር መስቀል ምርትን ያመለክታል. በማጣቀሻ ነጥቡ ውስጥ የሚያልፈውን ዘንግ በተመለከተ የኃይሉን ጊዜ ለማስላት ቀላል ነው።

M = እኔ. (ደብሊው ኤክስፒ)

የት [.] የቬክተሩን የነጥብ ምርት የሚወክልበት።

Q.2) Bending moment and Shear force ምንድን ነው?

መልሶች

ሸረር ኃይል በድርጊት እና በምላሽ ኃይሎች ምክንያት በተወሰነ የጨረራ መስቀለኛ መንገድ ላይ ካለው መስቀለኛ መንገድ ጋር ትይዩ የሆነው የአልጀብራዊ ኃይሎች ድምር ነው። Shear Force የጨረራውን መስቀል ክፍል ከጨረሩ ዘንግ ጋር ቀጥ ብሎ ለመቁረጥ ይሞክራል እና በዚህ ምክንያት የተሻሻለው የሽላጭ ጭንቀት ስርጭት ፓራቦሊክ ከጨረሩ ገለልተኛ ዘንግ ነው።

A የመታጠፍ ጊዜ በሰዓት አቅጣጫ እና በሰዓት አቅጣጫ አቆጣጠር ምክንያት በተወሰነ የጨረር ክፍል ላይ ያሉ አፍታዎች ማጠቃለያ ነው። የታጠፈ ቅጽበት በአባላቱ አውሮፕላን ውስጥ ያለውን ምሰሶ ለመታጠፍ ይሞክራል፣ እና በጨረር መስቀለኛ ክፍል ላይ የመታጠፍ ቅጽበት በማስተላለፍ ምክንያት የተገነባው የታጠፈ ውጥረት ስርጭት ከጨረር ገለልተኛ ዘንግ መስመራዊ ነው።

Q.3) Shear Force Diagram SFD እና Bending Moment Diagram BMD ምንድን ነው?

መልስ፡ Shear Force ዲያግራም [ኤስኤፍዲ] ሸረር ሃይል ዲያግራም በጨረሩ ውስጥ የሚፈጠረውን የሸረር ኃይል ልዩነት በሥዕላዊ መግለጫው ፣ በመስቀለኛ ክፍል እና በጨረሩ ርዝመት ውስጥ ሊገለጽ ይችላል። በሼር ሃይል ዲያግራም እርዳታ ለሼር ተገዢ የሆኑ ወሳኝ ክፍሎችን እና ውድቀትን ለማስወገድ የሚደረጉ ማሻሻያዎችን መለየት እንችላለን።

በተመሳሳይም, የታጠፈ ቅጽበት ዲያግራም [BMD] በጨረሩ ርዝመት ላይ ባለው መስቀለኛ ክፍል ላይ ያለው የመታጠፊያ ቅጽበት ልዩነት ስዕላዊ መግለጫ ነው። በመታጠፊያ ቅጽበት ዲያግራም እገዛ፣ ውድቀትን ለማስወገድ መታጠፍ እና የንድፍ ማሻሻያ የሚደረጉትን ወሳኝ ክፍሎችን መለየት እንችላለን። የሸረር ሃይል ዲያግራም (ኤስኤፍዲ) በሚገነባበት ጊዜ የቢንዲንግ ቅጽበት ዲያግራም (ቢኤምዲ) በሚገነባበት ጊዜ በጨረሩ ላይ በሚሰራው የነጥብ ጭነት ምክንያት ድንገተኛ መነሳት ወይም ድንገተኛ ውድቀት አለ። በጨረራ ላይ በሚሠሩ ጥንዶች ምክንያት ድንገተኛ መነሳት ወይም ድንገተኛ ውድቀት አለ።

ጥ.4) የመታጠፊያ ቅጽበት አሃድ ምንድን ነው?

መልሶች የታጠፈ አፍታ ልክ እንደ ጥንዶች ጋር የሚመሳሰል አሃድ አለው። ኤም.ኤም.

ጥ.5) ለምንድነው ቅጽበት በዜሮ ላይ ያለው?

መልሶች በማጠፊያ ድጋፍ፣ እንቅስቃሴው በአቀባዊ እና አግድም አቅጣጫ የተገደበ ነው። ስለ ድጋፉ የማዞሪያ እንቅስቃሴ ምንም ተቃውሞ አይሰጥም. ስለዚህ ድጋፍ ወደ አግድም እና አቀባዊ እንቅስቃሴ ምላሽ ይሰጣል እና ለቅጽበት ምንም ምላሽ አይሰጥም። ስለዚህ፣ ሞመንቱ በማጠፊያው ላይ ዜሮ ነው።

ጥ.6) የጨረር መታጠፍ ምንድነው?

መልሶች  በጨረር ላይ የተተገበረው አፍታ በአባላቱ አውሮፕላን ውስጥ ያለውን ምሰሶ ለመታጠፍ ከሞከረ ፣ ከዚያ እሱ መታጠፍ ይባላል ፣ እና ክስተቱ የጨረር መታጠፍ ይባላል።

ጥ.7) በቀላሉ በተደገፈ ጨረር ውስጥ የማፈንገጥ እና የመታጠፍ ሁኔታ ምን ይመስላል?

መልስ፡ በቀላሉ በሚደገፍ ምሰሶ ውስጥ የመቀየሪያ እና የመታጠፍ ሁኔታ፡-

• የመታጠፍ ጭንቀትን የሚያመጣው ከፍተኛው የመታጠፍ ጊዜ የጨረራውን ቁሳቁስ ከሚፈቀደው ጥንካሬ የመሸከም አቅም ጋር እኩል ወይም ያነሰ መሆን አለበት።
• የሚፈቀደው ከፍተኛው ማፈንገጥ ለተሰጠው ርዝመት፣ ጊዜ እና የጨረሩ ቁሳቁስ በጥንካሬ ላይ በመመስረት ተቀባይነት ካለው ደረጃ ያነሰ መሆን አለበት።

Q.8) በማጠፍ ጊዜ እና በማጠፍ ውጥረት መካከል ያለው ልዩነት ምንድን ነው?

መልስ፡- የታጠፈ አፍታ በሰዓት አቅጣጫ እና በሰዓት አቅጣጫ አቆጣጠር ምክንያት በተወሰነ የጨረራ መስቀለኛ ክፍል ላይ ያለው የጊዜዎች አልጀብራ ድምር ነው። የታጠፈ ቅጽበት በአባላቱ አውሮፕላን ውስጥ ያለውን ምሰሶ ለመታጠፍ ይሞክራል፣ እና በጨረር መስቀለኛ ክፍል ላይ የመታጠፍ ቅጽበት በማስተላለፍ ምክንያት የተገነባው የታጠፈ ውጥረት ስርጭት ከጨረር ገለልተኛ ዘንግ መስመራዊ ነው። በማጠፍ ላይ ውጥረት በ Bending Moment ምክንያት ወይም በአባላቱ አውሮፕላን ውስጥ ባሉ ሁለት እኩል እና ተቃራኒ ጥንዶች ተቃውሞ ተብሎ ሊገለጽ ይችላል።

Q.9) የጭነት መቆራረጥ ኃይል እና የመታጠፍ ጊዜዎች ከሂሳብ ጋር እንዴት ይዛመዳሉ?

መልሶች ግንኙነት: Let f = የመጫን ጥንካሬ

    ጥ = ሸረር ኃይል

    M = የታጠፈ አፍታ

የሻር ሃይል ለውጥ መጠን የተከፋፈለውን ጭነት ጥንካሬ ይሰጣል.

የመታጠፊያው ቅጽበት ለውጥ መጠን በዚያ ነጥብ ላይ ብቻ የመቁረጥ ኃይልን ይሰጣል።

Q.10) በመጫኛ ኃይል እና በማጠፍ ጊዜ መካከል ያለው ግንኙነት ምንድን ነው?

መልሶች የመታጠፊያ ቅጽበት ለውጥ ፍጥነት ለሼር ኃይል የሚሰጠው በዚያ ልዩ ነጥብ ላይ ብቻ ነው።

Q.11) በፕላስቲክ ቅጽበት እና በማጠፍ ጊዜ መካከል ያለው ልዩነት ምንድን ነው?

መልሶች የፕላስቲክ ቅፅበት የተጠናቀቀው መስቀለኛ ክፍል የምርት ገደቡን ወይም የሚፈቀደው የጭንቀት ዋጋ ላይ በደረሰበት ቅጽበት ከፍተኛው ዋጋ ተብሎ ይገለጻል። በንድፈ ሀሳብ ፣ ከዚህ ነጥብ በላይ የሆነ ጭነት ከመስጠቱ በፊት መላው ክፍል ሊሸከመው የሚችለው ከፍተኛው የመታጠፊያ ጊዜ ነው ትልቅ የፕላስቲክ መበላሸት ያስከትላል። የታጠፈ አፍታ በሰዓት አቅጣጫ እና በሰዓት አቅጣጫ በሰዓት አቅጣጫ ምክንያት በተወሰነ የጨረራ መስቀለኛ ክፍል ላይ ያለው የአፍታዎች አልጀብራዊ ድምር ነው። የታጠፈ ቅጽበት በአባላቱ አውሮፕላን ውስጥ ያለውን ምሰሶ ለመታጠፍ ይሞክራል፣ እና በጨረር መስቀለኛ ክፍል ላይ የመታጠፍ ቅጽበት በማስተላለፍ ምክንያት የተገነባው የታጠፈ ውጥረት ስርጭት ከጨረር ገለልተኛ ዘንግ መስመራዊ ነው።

ጥ.12) በኃይል፣ በጥንዶች፣ በጉልበት፣ በመጠምዘዝ እና በመታጠፍ ጊዜ መካከል ያለው ልዩነት ምንድን ነው? ሁለቱ አንድ ከሆኑ የተለያዩ ስሞችን መመደብ ምን ጥቅም አለው?

መልሶች አንድ አፍታ፣ ጉልበት እና ጥንዶች ሁሉም ተመሳሳይ ጽንሰ-ሀሳቦች ናቸው ይህም በሃይል (ወይም ሀይሎች) ውጤት እና በሩቅ መሰረታዊ መርህ ላይ ነው። የጉልበት አፍታ የሃይል ውጤት እና የመስመሩን መሻገሪያ ርዝመት ከድጋፍ ነጥብ በላይ ሆኖ ሊቀረጽ ይችላል እና ወደ ፈጻሚው ቀጥ ያለ ነው። የማጣመም ጊዜ በአባላቱ አውሮፕላን ውስጥ ያለውን ምሰሶ ለመታጠፍ ይሞክራል እና በጨረር መስቀለኛ ክፍል ላይ የመታጠፍ ቅጽበት በመተላለፉ።

ጥንዶች ተመሳሳይ መጠን ካላቸው ሁለት ሃይሎች የሚፈጠሩ፣ ከምላሽ ነጥቡ በተቃራኒ አቅጣጫ የሚሄዱበት ጊዜ ነው። ስለዚህ፣ ባልና ሚስት በስታቲስቲክስ መልኩ ከቀላል መታጠፍ ጋር እኩል ናቸው። Torque የሚሰራው አካልን በማዞሪያው ዘንግ ላይ የማዞር ዝንባሌ ያለው ጊዜ ነው። የተለመደው የማሽከርከር ምሳሌ በአንድ ዘንግ ላይ የሚተገበር የቶርሺናል አፍታ ነው።

Q.13) አሃዛዊ እሴቱ በአዎንታዊ እና በአሉታዊ አቅጣጫዎች አንድ ከሆነ ከፍተኛው የመታጠፊያ ጊዜዎች በጣም ትንሽ የሆነው ለምንድነው?

መልሶች ከፍተኛው የመታጠፊያ ጊዜ እና ዝቅተኛው የመታጠፍ ጊዜ ከጭንቀት መጠን ይልቅ በጭንቀት ሁኔታ እና አቅጣጫ ላይ የተመሰረቱ ናቸው. አወንታዊ ምልክት የመለጠጥ ውጥረትን ያሳያል ፣ እና አሉታዊ ምልክቱ መጨናነቅን ያሳያል። የታጠፈው አፍታ ከፍተኛው መጠን ለመንደፍ ይወሰዳል፣ ምልክቱም ጨረሩ ለተጨመቀ ጭነት ወይም ለተጨናነቀ ጭነት ሁኔታዎች የተነደፈ መሆኑን ያሳያል። ብዙውን ጊዜ ጨረሮች የተነደፉት ለጭንቀት ውጥረት ነው ምክንያቱም አንድ ቁሳቁስ በውጥረት ውስጥ ሊሰጥ እና በመጨረሻም ሊሰበር ስለሚችል።

Q.14) የማጣመም ቅጽበት እኩልታ እንደ የርቀት ተግባር ምንድን ነው x ከግራ በኩል የሚሰላው በቀላሉ የሚደገፍ የስፓን ኤል በእያንዳንዱ ርዝመት UDL w?

መልሶች

በ UDL ምክንያት በ Beam ላይ የሚሰራ የውጤት ጭነት በ ሊሰጥ ይችላል።

ወ = አራት ማዕዘን ቦታ

ወ = L * ወ

ወ=ወሊ

ተመጣጣኝ ነጥብ ጭነት wL በጨረሩ መሃል ላይ ይሠራል ። ማለትም በኤል/2

በ A እና B ላይ ያለው የምላሽ ዋጋ የተመጣጠነ ሁኔታን በመተግበር ሊሰላ ይችላል

Σኤፍ_y=0፣ ΣM_A=0

ለአቀባዊ ሚዛን ፣

R_A+R_B= ወ.ዘ.ተ

ስለ ሀ አፍታ መውሰድ፣ በሰዓት አቅጣጫ አወንታዊ እና በሰዓት አቅጣጫ መዞር አፍታ እንደ አሉታዊ ይወሰዳል

wL²/2 - አር_B*ኤል=0

R_B= wL/2

የ R ዋጋን በማስቀመጥ ላይ_B በአቀባዊ ሚዛናዊ እኩልነት እናገኛለን ፣

R_A= wL-R_B

R_A= wL-wL/2=wL/2

XX ከመጨረሻ ሀ በ x ርቀት ላይ የፍላጎት ክፍል ይሁን

ቀደም ሲል በተነጋገርነው የምልክት ኮንቬንሽን መሰረት፣ የሸረር ሃይልን ከግራ በኩል ወይም ከጨረሩ በግራ በኩል ማስላት ከጀመርን፣ ወደ ላይ የሚንቀሳቀስ ሃይል እንደ አዎንታዊ ተደርጎ ይወሰዳል፣ እና ወደ ታች የሚሰራ ሃይል እንደ አሉታዊ ይወሰዳል። ለታጠፈ አፍታ ዲያግራም፣ የታጠፈ ጊዜን ከግራ በኩል ወይም ከጨረሩ ግራ ጫፍ ማስላት ከጀመርን በሰአት አቅጣጫ የሚወሰድ ቅጽበት እንደ አወንታዊ ይወሰዳል። በሰዓት አቅጣጫ ቆጣሪ ጊዜ እንደ አሉታዊ ይወሰዳል።

ሸረር ኃይል በኤ

ኤስ.ኤፍ_A=R_A= wL/2

በክልል XX ላይ የመሸርሸር ኃይል ነው።

ኤስ.ኤፍ_x=R_A-wx

ኤስ.ኤፍ_x= wL/2-ወክስ

ኤስ.ኤፍ_x= wL-2x/2

Shear Force በ B

ኤስ.ኤፍ_B=R_B=-wL/2

የታጠፈ አፍታ በ A = 0

የመታጠፍ ጊዜ በX

ቢኤም_x=M_A-wx²/2

ቢኤም_x=0-ወክስ²/2

ቢኤም_x=-wx²/2

የመታጠፍ ጊዜ በ B = 0

Q.15) ለምንድነው የ cantilever beam በድጋፉ ላይ ከፍተኛው የመታጠፍ ጊዜ ያለው? ለምን በነጻ ጫፉ ላይ የመታጠፍ ጊዜ አይኖረውም?

መልሶች ለ cantilever ጨረር በነጥብ ጭነት, ጨረሩ በአንድ ጫፍ ላይ ቋሚ ድጋፍ አለው, እና ሌላኛው ጫፍ ደግሞ ነፃ ነው. በጨረር ላይ ጭነት በሚተገበርበት ጊዜ ሁሉ ድጋፍ ብቻ እንቅስቃሴውን ይቋቋማል. በነጻው መጨረሻ ላይ የእንቅስቃሴ ገደብ የለም. ስለዚህ ቅፅበት ከፍተኛው በድጋፍ እና በትንሹ ወይም በነፃው መጨረሻ ዜሮ ይሆናል።

ጥ.16) በጨረር ውስጥ የመታጠፍ ጊዜ ምንድነው?

መልሶች የታጠፈ አፍታ በአባላቱ አውሮፕላን ውስጥ እና በመተላለፉ ምክንያት ጨረሩን ለማጠፍ ይሞክራል። የመታጠፍ ጊዜ በጨረራ መስቀለኛ መንገድ ላይ.

ጥ.17) ውጥረት እና መጨናነቅ በቀላሉ የሚደገፉ እንዲሁም በካንቲለር ጨረሮች ላይ የሚሠሩት የት ነው?

መልሶች በቀላሉ ለሚደገፈው ዩኒፎርም ጭነት ወደ ታች ለሚሰራ ጨረር፣ ከፍተኛው የታጠፈ የመሸከም ጭንቀት ያለበት ቦታ የሚሠራው በጨረሩ መካከለኛ ነጥብ ላይ ባለው የመስቀለኛ ክፍል የታችኛው ፋይበር ላይ ሲሆን ከፍተኛው የመጨመቂያ መታጠፊያ ጫና ደግሞ ከላይኛው ፋይበር ላይ ይሠራል። በክፍተቱ መካከለኛ ነጥብ ላይ መስቀለኛ መንገድ. ለአንድ የተወሰነ ርዝመት የካንቴለር ጨረር፣ ከፍተኛው የመታጠፍ ጭንቀት በጨረራው ቋሚ ጫፍ ላይ ይሆናል። ወደ ታች ለተጣራ ጭነት፣ ከፍተኛው የመሸከምና የመታጠፍ ጭንቀት በመስቀለኛ ክፍል ላይ ነው የሚሰራው፣ እና ከፍተኛ መጨናነቅ ውጥረት በጨረር የታችኛው ፋይበር ላይ ይሠራል.

ጥ.18) የመታጠፊያውን ጊዜ በግራ በኩል ያለውን ምሰሶ ለምን ሸለተ ሃይል ዜሮ እስኪሆን ድረስ እየወሰድን ነው?

መልሶች የመታጠፊያው ጊዜ በማንኛውም የጨረራ ጎን ላይ ሊወሰድ ይችላል. የታጠፈ ሞመንትን ከግራ በኩል ወይም ከጨረሩ ግራ ጫፍ ማስላት ከጀመርን በሰአት አቅጣጫ የሚወሰድ አፍታ እንደ ፖዘቲቭ እና Counter Clockwise Moment እንደ አሉታዊ መወሰዱ ተመራጭ ነው። ሸረር ኃይልን ከግራ በኩል ወይም ከጨረሩ ግራ ጫፍ ላይ ማስላት ከጀመርን ወደ ላይ የሚሠራ ኃይል እንደ አዎንታዊ እና ወደ ታች የሚወሰድ ኃይል በምልክት ኮንቬንሽን መሠረት እንደ አሉታዊ ይወሰዳል።

Q.19) የምልክት ኮንቬንሽኑን በሚታጠፍበት ጊዜ እና በሚሸልት ኃይል እንዴት እንጠቀማለን?

መልሶች የታጠፈ አፍታውን ከ በቀኝ በኩል ወይም የቀኝ መጨረሻ ምሰሶው, በሰዓት አቅጣጫ ተብሎ ይወሰዳል አፍራሽ, እና ተቃራኒ ጥበበኛ አፍታ ተብሎ ይወሰዳል አዎንታዊ የታጠፈ አፍታውን ከ ግራ ጎን ወይም የጨረሩ ግራ ጫፍ ፣ በሰዓት አቅጣጫ ተብሎ ይወሰዳል አዎንታዊ፣ ና በሰዓት አቅጣጫ ቆጣሪ ተብሎ ይወሰዳል አሉታዊ።

Q.20) በቀላሉ የሚደገፍ የብረት ጨረሩን በሼር እና በማጠፍ ላይ እንዴት ማጠናከር እችላለሁ?

መልሶች በቀላሉ የሚደገፈውን የI-Beam ጥንካሬ ከሼር እና ከመታጠፍ ሁኔታ ጋር በማነፃፀር የጨረራውን አከባቢ አፍታ በመጨመር ፣በ I-Beam ድር ላይ ጠንከር ያሉ ነገሮችን በመጨመር ፣የጨረራውን ቁሳቁስ ወደ ሀ. ከፍተኛ ጥንካሬ ያለው ቁሳቁስ ከፍተኛ የምርት ጥንካሬ አለው. የመጫኛውን አይነት መቀየር እንዲሁ የጨረራውን ጥንካሬ ይነካል.

Q.21) የመቃጠያ ነጥብ ምንድን ነው?

መልሶች የContraflexure ነጥብ በመታጠፊያ ቅጽበት ዲያግራም ውስጥ የመታጠፊያው ጊዜ '0' የሚሆንበት ነጥብ ተብሎ ሊገለጽ ይችላል። ይህ አልፎ አልፎ የመተጣጠፍ ነጥብ ይባላል። በተቃረነበት ቦታ፣ የጨረሩ መታጠፊያ ቅጽበት ኩርባ ምልክቱን ይቀይራል። በአጠቃላይ በጨረር መሃል እና የUDL እና የነጥብ ጭነቶች የመጫኛ ሁኔታዎች ላይ በቅጽበት በቀላል የሚደገፍ ጨረር ላይ ይታያል።

ስለ ቁሳዊ ጥንካሬ ማወቅ (እዚህ ጠቅ ያድርጉ)እና የታጠፈ ቅጽበት ዲያግራም እዚህ ጠቅ ያድርጉ.

ስለ ተጨማሪ ያንብቡ የማካውሌይ ዘዴ እና የአፍታ አካባቢ ዘዴ.