ቀጥታ መታጠፍ እና ከመደበኛ ኃይል ጋር መታጠፍ

በቀጥታ በሆኑ ግንዶች እና ትንሽ ጠመዝማዛ ያላቸው ግንዶች ላይ የሚኖሩ መደበኛ ጭነቶች

የመቁረጫ ኃይሎች ትርጓሜ

ቀጥ ያለ ብረት ስብስብ በዘፈቀደ አቅጣጫ ባሉ ኃይሎች እንዲጫን እንስማማ፤ ስለእነዚህም ብቻ የሚታሰበው ሁሉም በበታም ውስጥ (የኃይሎች በታም) እንደሚገኙ ነው፣ ይህ በታም የብረት ስብስቡ ዘንግ (የመስቀለኛ ክፍሎችን የማዕከላዊ ነጥቦች የሚያገናኝ መስመር) ይዞ ያልፋል።

ኤስ.ኤል.1

በአንድ መስቀለኛ ክፍል n – n (ምስል 1) ላይ የሚሰሩ ጭንቀቶችን ለማስላት፣ በዚህ መስቀለኛ ክፍል በኩል ከአንድ የጨረር ክፍል ወደ ሌላው የሚተላለፈው ኃይል መታወቅ አለበት። እሱ በመጠኑና በአቀማመጡ በጨረሩ አንድ ክፍል ላይ የሚነሱ ሁሉም ኃይሎች የተጠናከረ ውጤት ከሆነ ግልጽ ነው። ይህ ውጤት የ_x_-መስመሩ ከጨረሩ መስመር ጋር የሚገናኝ እና z-መስመሩ የመስቀለኛ ክፍል ተፈጻሚ አውሮጃ ከኃይል አውሮጃ ጋር የሚቈራረጥበት መስመር ባለው አውሮጃ ስርዓት ውስጥ ወደ ክፍሎች ይበላላል። በ_z_ መስመር አቅጣጫ ያለው ክፍል ተራንስቨርሳል ኃይል Q ወይም Qz ተብሎ ይጠራል እና በቀላል ጨረር ላይ ከመቁረጥ በግራ ላይ ወደ ላይ፣ በቀኝ ደግሞ ወደ ታች ሲመራ አዎንታዊ ተብሎ ይቆጠራል።

በብረት በትር ተገጽታ ሲሆን፣ የ_ x_ እና z መስመሮች በእያንዳንዱ መቆራረጥ ውስጥ ሌላ አቅጣጫ ያላቸው ሲሆን ሁልጊዜም x-መስመር ለብረት በትሩ ዘንግ ታንጀንት ነው። የብረት በትሩ ዘንግ የሚገኝበት በታም ከኃይሎች በታም ጋር ካልተጣጣም፣ ወይም የብረት በትሩ ዘንግ በስፋት የተጠረጠረ ክር ከሆነ፣ ከመቆራረጡ ግራ ያለው የኃይሎች ውጤት ሦስተኛ ክፍል ደግሞ ይኖረዋል፣ ተሻጋሪ ኃይል Qy። በ_N, Qz_ እና Qy ጋር በመቁረጡ በኩል የሚተላለፈው ኃይል መጠንና አቅጣጫ ይወሰናሉ፣ ነገር ግን አቀማመጡ አይወስንም። ለዚህ የኮርዲኔት መስመሮች ጋር ያሉ የእርሱ ሞመንቶችም መታወቅ ያስፈልጋሉ። በቀጥታ መጠመድ ሁኔታ የመጠመድ ሞመንት M ወይም My ብቻ በቂ ነው። በጣም አጠቃላይ ሁኔታ ውስጥ ሌላ የመጠመድ ሞመንት Mz እና በ_x_-መስመር ዙሪያ ያለ ሞመንት Mx ይታያሉ።

በቀደመው ማብራሪያ የተገለጹት ስድስቱ ኃይሎችና ሞመንቶች በጋራ በ«መቁረጫ ኃይሎች» ስም ይጠራሉ። እነሱን መወሰን የሕንፃ መዋቅሮች ስታቲክስ አንዱ መሠረታዊ ተግባር ነው።

በተከታታይ የተሰራጨ ጭነት p (መጠን፡ በአንድ ርዝመት ክፍል ላይ ኃይል)፣ የተስተካከለ ኃይል Q እና የመታጠፊያ አፍታ M መካከል በጠፍጣፋ መታጠፊያ ጉዳይ ቀላል ግንኙነት አለ። ማለትም ከአንድ ዘንግ አካል ሚዛን ሁኔታ (ስእል 2) የሚገኘው

dQ + p dx = 0,

dM = Q dx;

ስለዚህ

Q = dM/dx, 

p = - dQ/dx = - d2M/dx2.        (1a, b)

ኤስ.ኤል.2

የመደበኛ ጭንቀቶች ስርጭት

አንድ ብረት ብቻ በአክሲያል ኃይል ከተጫነ፣ በመስተዋድድ ክፍል ውስጥ የተመጣጣኝ የተሰራጨ መደበኛ ጭንቀት σ ብቻ ይታያል (የተጎተተ ወይም የተጨቆነ ብረት)። ከዚህ ጋር የመታጠፊያ ቅጥ ከተከሰተ፣ እነዚህ ጭንቀቶች በአንድ መንገድ እኩል ያልተሰራጩ መሆን አለባቸው፣ እንዲሁም የእነሱ ውጤታዊ ድምር ከክፍሉ ማዕከል አይበልጥም። ይህን ስርጭት ለማስረዳት የቴክኒክ መታጠፊያ ንድፈ ሐሳብ ከመሠረታዊ እኩያዎች ጥብቅ መፍትሄ አይጀምርም፣ ነገር ግን ከእነዚህ እኩያዎች አንድ ክፍል በአንድ በጣም ቀላል ሁኔታ በተጨማሪ በጥብቅ የሚሞላ አስተሳሰብ ይተካል። ይህ ልዩ ሁኔታ በቀጥታ ፕሪዝማቲክ ብረት ያለ የጎን ኃይሎች ተጽዕኖ መታጠፍ ነው (ስዕ. 3)። ከጫፎቹ በቂ ርቀት ያላቸው የብረቱ ሁሉም ክፍሎች አንድ ዓይነት መቀየር ይቋቋማሉ፣ ከዚህም በቀጥታ የብረቱ ዘንግ ወደ ክብ ቅስት መለወጡ እና በመጀመሪያ ለብረቱ ዘንግ ቀጥ የነበሩ የመስተዋድድ ክፍሎች ሁሉ በመቀየር ጊዜ ጠፍጣፋ መቆየታቸው ይወጣል፣ ምክንያቱም እያንዳንዱ ለአጠገቡ የተቀየረው የብረት ክፍል የሚመሳሰል መስመር ነው። የመታጠፊያ ቅጥና የብረቱ የመስተዋድድ ክፍል ቋሚ ባይሆኑም፣ በብረቱ ርዝመት በቀስታ ሲቀየሩ የመስተዋድድ ክፍሎች በግምት ጠፍጣፋ እንደሚቆዩ መገመት ተፈጥሯዊ ነው። ይህ ግምት Navier-ova hipoteza ተብሎ የሚጠራ ሲሆን የመታጠፊያ ንድፈ ሐሳብ መሠረት ነው።

ኤስ.ኤል.3

የመደበኛ ጭነቶች መጠን

የጨረሩ ቀጥታ ክፍል ሲታጠፍ፣ አንድ ክፍል የእርሱ “ፋይበሮች”፣ ማለትም ከበረዶ ዘንግ መስመር ጋር ተመሳሳይ የሆኑ የቁስ መስመሮች ይረዝማሉ፣ ሌላው ክፍል ግን ይነጥቃል (sl. 4). በእነዚህ ሁለት ክፍሎች መካከል ያልተለወጠ ርዝመታቸው የሚቆይ የተለመዱ ፋይበሮች z=0 ይገኛሉ። በታጠፈ ሁኔታ የእነዚህ ፋይበሮች የቀለበት ራዲየስ ϱ ይሁን እና በ x-z አውሮፕላን ውስጥ ይገኝ። ከsl. 4 m ሊነበብ ይችላል

Δ dx/z = _dx/_ϱ

እና ከዚያ በተነሳ በገለባው ከነጥሩ መካከል በz ርቀት ያለውን የፋይበር መስፋፋት ማስላት፣ ይህም እኩል ነው

ε = Δ dx/dx = _z/_ϱ

እንግዲህ በ_Hooke_-ሕግ መሠረት ውጥረቱ

σ _= Ez/_ϱ   (2)

ኤስ.ኤል.4

ይህ ጭነት ከነጻ ፋይበሮች ርቀት ጋር ተመጣጣኝ ነው። እንዲህ ያለ ውጤት የተመሠረተው ከመበላሸት በፊት የብሩስ አካል ሁሉም ፋይበሮች እኩል ርዝመት እንዳላቸው በሚቆጠር ግምት ላይ ነው፣ ስለዚህ ብሩሱ መጀመሪያውን ቀጥ ነበር፣ ወይም እንኳ በእጅግ ትንሽ ኩርባ ነበር እና የኩርባው ተጽእኖ ሊታለፍ ይችላል። ነጻ ክርና የመስቀለኛ ክፍሉ አውራጃ የሚቈራረጡበት ቀጥ መስመር ነጻ ዘንግ ይባላል። እሱን ለ y-ዘንግ እንቀበላለን (ስእ. 5)። የነጻ ዘንግ በመስቀለኛ ክፍል ውስጥ ያለው አቀማመጥ በ x-ዘንግ አቅጣጫ የኃይሎች ሚዛን ሁኔታ መሠረት ይገኛል፦ መደበኛ ኃይል N=0 (ያለ መደበኛ ኃይል መታጠፍ) ከሆነ፣ ከዚያ በመስቀለኛ ክፍል ውስጥ በመደበኛ ጭንቀቶች የተገለጸው የውስጣዊ ኃይሎች ውጤትም ወደ ዜሮ መሆን አለበት፦

በቀኝ በኩል ያለው ኢንተግራል ከ_y_-ኦሲስ ጋር የሚዛመድ የቦታ ስታቲክ ሞመንት ነው። ይህ ዜሮ እንዲሆን ይህ አክሲስ ከመሃከል ዘንጎች አንዱ መሆን አለበት።

M ማዕበል የሚፈጥረው የተለዋዋጭ ቅርጽ በመቁረጫው ንጣፍ ውስጥ ከ y እና z ዘንጎች ጋር ያሉት ክፍሎች (sl. 5) እነዚህ ናቸው፦

ትኩ. (3)

при чему су Iy, Iyz екваторијални и центрифугални моменат инерције пресека у односу на означене осовине.

በጣም አስፈላጊው ልዩ ጉዳይ Mz=0 ሲሆን ነው። ይህ ጉዳይ Iyz=0 ሲሆን ይከሰታል፣ ማለትም y እና z የመስቀሉ ዋና የእንቅስቃሴ መዐዛዎች ሲሆኑ። ይህ ማለት እዚህ የተቀበለው የመታጠፊያ አውሮፕላን ከ_x-z_-አውሮፕላን ጋር የታጠፊያ አፍታ M=My የሚሰራበት አውሮፕላን ጋር፣ ማለትም ከኃይሎች አውሮፕላን ጋር ይጣጣማል።

ኤስ.ኤል.5

ከእኩልታዎች (2) እና (3) ውስጥ _E/_ϱ ከተወገደ፣ ለቀጥታ መታጠፊያ ጭንቀት ለማወቅ የሚያገለግል ስእል ይገኛል (Iy=I):

σ = M/I * z   (4)

ለጫፍ ነጥቦች 1 እና 2 በተለይ ይህ ነው፦

σ1 = M/I * h1 = M/W1, σ2 = - M/I * h2 = - M/W2.   (5)

መጠኖቹ W1,2 = I/h1,2 (መጠን፦ ርዝመት በኩብ) የተቋቋማ ሞመንቶች ተብለው ይጠራሉ። አግድም የትኩረት መስመሩ በተመሳሳይ ጊዜ የመስቀለኛው ክፍል የሲምሜትሪ መስመር ከሆነ፣ ከዚያ W1 = W2 ይሆናል፣ ስለዚህ የጠርዝ ጭነቶች በፍፁም መጠን እኩል ናቸው።

ተለዋዋጭ መስመር

ምስል. 6

ከላይ የተጠቀሱት ቅርጾች አስፈላጊነት ከHooke- ሕግ ጋር የተያያዘ ነው። ይህ ደግሞ σ << E መሆኑን ይጠይቃል፣ ስለዚህ በ(2) መሠረት h << ϱ ነው። ሆኖም መታጠፍ እስከ ϱ የእቃው ርዝመት l ጋር ተመሳሳይ መጠን ድረስ ሊሆን ይችላል። በሕንፃ ሥራ ውስጥ የሚያገለግሉ የታጠፉ ግንዶች ላይ ይህ ሁኔታ አይከሰትም፤ ሁልጊዜ ϱ ከl በጣም ይበልጣል እና በዚህም መሠረት ውጥረት w << l (ስዕ. 6) ነው። ከዚያ በቀረበ መልኩ የሚሠራው፦

1/ ϱ = - d2w/dx2 = -w’’

እና በ (3) መሠረት:

w’’ = - M/EI.

ይህ እኩልነትና የሚመጣጠነው ሁኔታ (1b) የታጠፈ ብረት በር የልዩነት እኩልነቶች ስርዓት ይመሰርታሉ። እነሱ በማጥፋት ወደ አንድ የአራተኛ ደረጃ እኩልነት ሊቀነሱ ይችላሉ፦

wIV = + p/EI

ወይም፣ የኢነርሺያ ጊዜ ተለዋዋጭ ከሆነ:

(EIw’’)’’ = +p.

ከእነሱ በኢንተግራሽን የሚገኘው ተለዋዋጭ መስመር ቅርጽ በ p=p(x) ጭነት ተሰጥቶ እና ለእያንዳንዱ የጨረር ጉዳይ ሁለት የገደብ ሁኔታዎች በሚታወቁ ጊዜ መወሰን ይቻላል። ከእነዚህ ቢያንስ ሁለቱ ከቅርጸ-ቀይር ጋር መያያዝ አለባቸው። ለዝርዝሮች በርዕሰ ጽሑፍ የሕንፃ አወቃቀሮች ስታቲክስ ይመልከቱ።

የመቁረጫ ክፍሉ አምባ

ነጥብ ያለው አክሲስ ተሻጋሪውን መቆረጥ ከቻለ፣ እሱ ያስጨነቃል በተሳታፊ ክልልና በመጭመቂያ ክልል ይከፋፈላል። የመጥረቢያ ጥንካሬ ትንሽ ላለው ንጥረ ነገር በተሻጋሪው መቆረጥ ውስጥ በምንም ቦታ መሳብ እንዳይኖር ኃይሉ የሚተገበርበት ቦታ የት እንደሚሆን ጥያቄ ይነሳል። የኃይሉ የመተግበሪያ ነጥብ አቀማመጥ ከዚያ በኋላ የመቆረጫ ክፍሉ እምብርት ተብሎ በሚጠራ ክልል ይገደባል። የእምብርቱ ድንበር በግልጽ መልኩ የነጥቦች ስፍራ ነው፣ እነሱም በሙሉ አካባቢ ተሻጋሪውን መቆረጥ የሚነኩ ነጥቦች ናቸው። በዚህም ግን የእሱ ግንባታ ይሰጣል።

Одстојање границе језгра од тежишта, измерено у било ком правцу, означићемо са k индексом који одговара том правцу. За главне осовине инерције према једначини

σ = N/F + Mz/Iz y + My/Iy z  (6)

ቃላቱ እነዚህ ናቸው፦

ky = i2z / ey,      kz = i2y / ez.   (7)

ለዙር መስቀለኛ ክፍል ከr ራዲየስ ጋር የዋናው ርቀት k = r/4 ነው፣ ለዙር ቀለበት ግን (ውጫዊ ራዲየስ R፣ ውስጣዊ r) k = (R2 + r2) / 4R ነው።

За правоугаоник (сл. 7) је ky = 1/6 b, kz = 1/6 h. Дакле, при оптерећењу правоугаоног пресека у једној од равни симетрије (али само тада) довољно је да резултанта напада у средњој трећини висине или ширине попречног пресека, па да напони у пресеку имају исти знак.

ኤስ.ኤል.7

በፕላስቲክ ክልል ውስጥ መታጠፍ

በታጠፈ ጫፍ የዳር ፋይበሮች ውስጥ የፍሰት ገደብ ሲደርስ የሚሸከምበት ችሎታ እንዲሁ ገና አልተወሰደም፤ ምክንያቱም ውጫዊ ፋይበሮች በቋሚ ጭነት ላይ ፕላስቲክ ሲቀየሩ፣ ወደ መካከለኛው ዘንግ ቅርብ ባሉ ክፍሎች፣ የፍሰት ገደቡ ገና ያልተደረሰባቸው በመሆኑ ጭነቱ ይጨምራል፣ በዚህም መስቀለኛ ክፍሉ ሊቀበለው የሚችለው የመታጠፊያ ሞመንትም ይጨምራል።

የጭነትና የተለዋዋጭነት ዲያግራም ትክክለኛ ሂደት ከታወቀ፣ ለሁለት ጊዜ ሲምሜትሪክ መስቀለኛ ክፍሎች (ከፍታ h) ሂደቱ በቀላሉ በስሌት ሊከታተል ይችላል፤ እንዲህም ሲደረግ፣ መስቀለኛ ክፍሎቹ ጠፍጣፋ እንደሚቀሩ በመገመት፣ ከጭነትና የተለዋዋጭነት ዲያግራም የማጠፊያ ጭነት ስርጭት σ ይወሰናል፣ ይህም ለተወሰነ የመጨረሻ ፋይበር ርዝመት መቀየር ε__r የሚስማማ ሲሆን ከዚያም በተግራድ በማካተት የማጠፊያ ሞመንት ይወሰናል። ይህ ለተለያዩ ε__r ከተፈጸመ እና በሌላ በኩል ተገቢው የመጥመም መስመር ኩርባ w’’ = 2 ε__r / h ከተሰላ፣ በኩላቱ የማጠፊያ ሞመንትና ኩርባ መካከል ግንኙነት የሚሰጥ መስመር ሊያልፍባቸው የሚችሉ ነጥቦች ተከታታይ ይገኛል M = M(w’’)፤ ይህ ግንኙነት ከእንግዲህ መስመራዊ አይደለም፣ እና አንዴ ከታወቀ ከተሰጠ የሞመንት ስርጭት ጋር የሚመጣውን የመጥመም መስመር በግራፊክ ኢንተግራሽን መወሰን ይቻላል። መስቀለኛ ክፍሉ አልሲምሜትሪክ ከሆነ፣ ስሌቱ ይበልጥ ይወሳሰባል፣ ምክንያቱም ለእያንዳንዱ ε__r የነጻ አቅጣጫ ዘንግ ቦታም ተጨማሪ መወሰን ይኖርበታል።

ኤስ.ኤል.8

ከመስቀለኛው ክፍል ሲሜትሪ በተጨማሪ በስእል 8 መሠረት ቀለል ያለ የጭነትና የተለያዩ ማራዘሚያዎች ግንኙነት ተገምቶ ከተወሰደ ስሌቱ በተወሰነ መጠን ይቀላል። ከዚያ በፍሰት ገደብ ከተሻገሩ በኋላ በመታጠፍ የሚከሰቱ ጭነቶች በስእል 9 የተጠቀሰው ስርጭት ይኖራቸዋል እና የመታጠፍ ሞመንት ይህ ነው፦

ከዚያም የመታጠፊያ መስመሩ ኩርባ የሚገኘው እኩልታ (2) በውጥረቶቹ በኤላስቲክ ክልል w’’ = σf / Ez’ ውስጥ ላለው የመስቀለኛ ክፍል ክፍል ሲተገበር ነው። የመስቀለኛው ክፍል ቅርጽ ለእያንዳንዱ የተወሰደ z’ ቢታወቅ ውህዶቹ ሊቆጠሩ ይችላሉ። ለምሳሌ ለቀላሉ ሁኔታ ስፋቱ b እና ቁመቱ h ያለው አራት ማዕዘን መስቀለኛ ክፍል ነው

እዚህ z’ በ w’’ ቢገለጽ፣ ይገኛል

በI-ቅፅ እና በእነርሱ የሚመሳሰሉ ላይ፣ በፕላስቲክ ክልል ውስጥ የ M-w’’ ኩርባ አቅጣጫ ይበልጥ ዝቅ ያለ ነው እና መፈሰስ የሚጀምርበት ምትክ በእውነት ስርዓቱ ሊቀበለው የሚችለው ታላቁ የመታጠፊያ ምትክ ጋር በተግባር እኩል ነው። ስለዚህ በሕንፃ ስራ ውስጥ የፕላስቲክ መታጠፍ አስፈላጊነት በስርዓቱ ሊሸከም የሚችለውን የመታጠፊያ ምትክ ማሳደግ ላይ አይገኝም፣ ነገር ግን በመፈሰስ ገደብ ላይ የሚከሰተው ትልቅ አካባቢያዊ ልዩነት በስታቲክ በተወሰኑ ስርዓቶች ላይ ለኃይሎች አመዳደብ ተስማሚ ለውጥ ሊያመጣ ስለሚችል ነው።

ኤስ.ኤል.9

ይህ በሁለት ሸለቆዎች ላይ ያለ ቀጣይ ጨረር ምሳሌ ላይ ሊብራራ ይችላል። ጨረሩ (ምስል 10) እኩል ርዝመት ያላቸው ሸለቆዎች፣ ቋሚ መስቀለኛ ክፍል እና በእኩል በተሰራጨ ጭነት የተጫነ ይሁን። ከዚያም የምርታማነት ገደብ ከመድረሱ በፊት በድጋፉ ላይ ያለው ሞመንት MB = pl_2/8 ይሆናል። ጭነቱ p እስከ በድጋፍ መስቀለኛ ክፍል ውስጥ ሞመንቱ Mf እሴት እስኪደርስ ድረስ ከፍ ካደረገ፣ በዚያ ቦታ ተጨማሪ የሞመንት ጭማሪ ሳይኖር ጠመዝማዛነቱ ይጨምራል። የተባለው የ_ፕላስቲክ ማጠራቀሚያ ይፈጠራል፣ ማለትም ጨረሩ በተጨማሪ ጭነት ስር በመካከለኛው ድጋፍ ላይ ማጠራቀሚያ እንዳለ ይመስል ይሰራል። ጭነቱ በሜዳው ውስጥ በከፍተኛው ሞመንት ቦታም ምርታማነት እስኪጀምር ድረስ ተጨማሪ ሊጨምር ይችላል። የመታጠፊያ ሞመንት ተጨማሪ ጭማሪ ከዚያ በኋላ አይቻልም እና የጨረሩ ችሎታ ተጨርሷል። ይህ ሁኔታ በሚከሰትበት ጭነት የገደብ ጭነት ተብሎ ይጠራል።

ኤስ.ኤል.10

በአጠቃላይ በአንድ n ጊዜ በስታቲክ ያልተወሰነ ስርዓት ውስጥ ስርዓቱ ተንቀሳቃሽ እስኪሆንና በዚህም የተሸከም የሚችለውን ገደብ እስኪደርስ ድረስ (n+1) የፕላስቲክ ማጣመጃዎች መታየት እንዳለባቸው ሊጠበቅ ይችላል። ይህ ደንብ ግን በሁለቱም አቅጣጫ ልዩ ሁኔታዎች አሉት። እንደ ተጠቀሰው ምሳሌ የሚያሳየው፣ በተሸከም ገደብ ላይ በአንድ ጊዜ ሁለት አዲስ የፕላስቲክ ማጣመጃዎች (በሁለቱም መስኮች) ሊታዩ ይችላሉ፣ ስለዚህ እስከዚያ ድረስ ያልተንቀሳቀሰው ስርዓት በድንገት ወደ ሁለት የነፃነት ደረጃዎች ያለው ስርዓት ይቀየራል። በሌላ በኩል ከ(n+1) ያነሱ የፕላስቲክ ማጣመጃዎች ቢኖሩም የተሸከም ችሎታው በአካባቢው ሊሟጠጥ ይችላል፣ ለምሳሌ በቀጣይ የማያቋርጥ ተሸካሚ ላይ አንድ መስክ ብቻ ሲደክም። ስዕ. 11 ይህ በአንድ በስታቲክ ሁለት ጊዜ ያልተወሰነ ስርዓት ላይ እንዴት ሊከሰት እንደሚችል በ n=2 የፕላስቲክ ማጣመጃዎች ያሳያል። በተሸካሚው ቀኝ በኩል አራተኛ መስክ ከተጨመረ፣ ተሸካሚው በስታቲክ ሦስት ጊዜ ያልተወሰነ ይሆናል፣ ስለዚህ ለግራው መስክ ብቻ የተሸከም ገደብ እንዲደርስ (n-1) የፕላስቲክ ማጣመጃዎች ብቻ በቂ ናቸው።

ኤስ.ኤል.11

በመታጠፍ ጊዜ የሚነሱ የመቁረጥ ጭነቶች

መሠረታዊ ስሌት

ኤስ.ኤል.12

የመደበኛ ጭንቀቶች σ፣ ማለትም በእውነት በመታጠፍ ምክንያት የሚታዩ ጭንቀቶች በታጠፈ ብረት ውስጥ ብቻ አይደሉም፤ ከእነሱ ጋር በተጨማሪ በተሻጋሪ ኃይል ተጽዕኖ የሚነሱ የመቁረጥ ጭንቀቶችም ይታያሉ። የቴክኒክ የመታጠፍ ቲዎሪ ዋና ባህሪው የመቁረጥ ጭንቀቶች የሚያስከትሉትን ቅርጸ-ለውጥ መተው መሆኑ እየታሰበ እነዚህ ከሚመጣጠኑ ሁኔታዎች ብቻ ሊወሰኑ ይችላሉ። ይህን ለመመስረት የጨረር አባል dx በስዕ. 12 እንደተጠቀሰው በአግድም አውሮፕላን ወደ ሁለት ይቈረጣል፣ ከዚያም በታችኛው ክፍል ላይ የሚሠሩ የ_አግድም_ ኃይሎች የመመጣጠን ሁኔታ ይቀመጣል። በግራ በኩል እነዚህ በመታጠፍ ምክንያት በጭንቀቶች σ የተገለጹ ውስጣዊ ኃይሎች ናቸው፣ ከ z’ = z እስከ z’ = h2 መዋሃድ ያስፈልጋል።

በቀኝ በኩል ተመሳሳይ ጭነቶች ይሠራሉ፣ ነገር ግን በልዩነት መሠረት ከተመሳሳዩ የመታጠፊያ ሞመንት M + dM ጋር ይጨምራሉ። በአባሉ ሁለት ጎኖች ላይ ያሉ ኃይሎች ልዩነት በአግድም መቁረጫ ቦታ t dx ላይ እርምጃ ከሚያደርጉት የመቁረጫ ጭነቶች τ የሚመጣው ኃይል ጋር በሚዛን መሆን አለበት፡

እዚህ ኢንተግራሉ በአግድም ተሻጋሪ እቅድ የተለየውን የክፍሉ ክፍል ስታቲክ ሞመንት ከክፍሉ የማዕከላዊ መስመር ጋር በሚነጻጸር ይወክላል። እሱ S በሚል ይሰየማል። ከ dM/dx = Q በመመኪያው የሚነሳ ተመጣጣኝነት ሁኔታ ይኸው ይገኛል፡

τ = QS/It.  (8)

ይህ በሸር ጭንቀቶች የተጣጣሚነት መርህ መሠረት በተመሳሳይ ጊዜ በተቆራረጠው ክፍል ወለል ውስጥ የሚሠራ የአቀባዊ መቁረጫ ጭንቀት መጠን ሲሆን፣ እሱም ከ S እና t ጋር የ z ተግባር ነው።

ምስል. 13

ስል. 13.1

ቀመሩ (8) የቀጭን ግድግዳ መስቀሎች ሁሉ ላይ ታማኝ መረጃ ይሰጣል፣ መስቀለኛው እቅድ ከንዑስ ዘንግ ጋር በትይዩ ሳይዘጋጅ ወደ ግድግዳው ውፍረት አቅጣጫ ከተደረገ ነው። ስለዚህ የI-ፕሮፋይል በደረቱ እና በፍላንጅ ላይ በተሻጋሪ መቁረጥ ይቆረጣል፣ ይህም በስእል 13.1 ላይ የታየውን የጭንቀት ስርጭት ያመጣል። በቀለበት መስቀል (ስእል 13) የመቁረጥ ጭንቀቶች ከቋሚው ዲያሜትር ጋር በተመሳሳይ በሁለቱም ወገን ተደራሽ የሆነ ስርጭት ያሳያሉ እና በኒውትራል መስመር ግራና ቀኝ ከፍተኛ ዋጋ ይደርሳሉ

τ = Q / πrt.

መስቀለኛው ክፍል በከፍተኛው ወይም በዝቅተኛው ቦታ ከተቈረጠ የመታጠፊያ ጭነቶች ስርጭት አይቀየርም፤ ነገር ግን በአግድም ዲያሜትሩ ቀኝ መጨረሻ (ስል. 14) ከተቈረጠ በዚያ ቦታ ያለው የመታጠፊያ ጭነት ወደ ዜሮ እኩል ነው፣ በተመሳሳይ ዲያሜትር ግራ መጨረሻ ላይ ግን ዋጋው ሁለት ጊዜ ይጨምራል።

ስዕ. 14

ሙሉ መቁረጫዎች

በማንኛውም ቅርጽ ያለ ጠንካራ ቅጥር ውስጥ የመቆራረጥ ግፊቶች ጉዳይ ከጠመዝማዛ ጉዳይ ጋር በቅርብ የተያያዘ ነው። የመጀመሪያው እኩልነት (8) በዚህ ሁኔታ ከእንግዲህ አስተማማኝ አይደለም። ለክብ ቅጥር በአንድ ራዲየስ r ላይ እኩልነት (8) ይሰጣል

τ = 4Q / 3__πr2

እንደ መቀስቀሻ ጭነት አማካይ እሴት ይወሰዳል፣ ትክክለኛው እሴት ግን ከዚህ ብቻ በጥቂት በመቶ ይበልጣል።

የመቁረጫ ማዕከል

ለU-ክፍል የመቁረጥ ጫናዎች ከላይ በተገለጸው መንገድ ከተሰሉ በኋላ፣ በስእል 15 የተቀረበው የጫና ስርጭት ይገኛል። የተዛማጅ ውስጣዊ ኃይሎች ውጤት ተራንስቨርሳል ኃይል Q ነው። ከስእሉ ውስጥ ከክፍሉ ጋር ያለው አቋሙ ሊታይ ይችላል፣ ማለትም ከክፍሉ የመሃል ነጥብ በኩል አያልፍም፣ በተጨማሪም በአጥንቱ እቅድ ውስጥ አይያዝም። ከውጭ ኃይሎች መሠረት የተሰላው ተራንስቨርሳል ኃይል በስእል 15 የተገለጸውን አቋም ካልነበረው፣ አሳንሰሩ በብቻው በመታጠፍ ብቻ አይጫንም፣ እንጂ በቶርሽንም ጭምር ይጫናል።

ተመሳሳይ መስቀለኛ ክፍል ላይ ለአንድ አግድም ጭነት ከመቁረጥ ጭነቶች ጋር የሚዛመደው ውጤት ከተወሰነ እንደሆነ የአግድም ትራንስቨርሳል ኃይል የጥቃት መስመር ይገኛል። የእነዚህ ሁለት የጥቃት መስመሮች መቆራረጥ ላይ ለተወሰነው መስቀለኛ ክፍል ባህሪያዊ ነጥብ ይገኛል፣ እሱም የመቁረጥ ማዕከል M ተብሎ ይጠራል። የሁሉም መስቀለኛ ክፍሎች የመቁረጥ ማዕከሎች በአንድ ቀጥ ላይ ከተገኙ እና ሁሉም ከዘንጉ አክስል ጋር ቀጥ የሆኑ ጭነቶች በዚያ ቀጥ በኩል ካለፉ በተሸካሚው ውስጥ በቶርሽን ምክንያት የሚነሱ ጭነቶች አይታዩም። በሌላ ጉዳይ የእያንዳንዱ ጭነት ከመቁረጥ ማዕከሎችን የሚያገናኘው ቀጥ ጋር ያለው ሞመንት የቶርሺናል መቁረጥን ይወክላል።

ኤስ.ኤል.15

የተሻጋሪ ኃይል በመጠምዘዝ ላይ ያለው ተፅዕኖ

የቴክኒክ የመታጠፊያ ቲዎሪ በበርታዊ ጭነት ምክንያት የሚፈጠሩ ቅርጽ ለውጦችን ችላ ማለት ላይ ይመሠራል። ስለዚህ ይህ በእውነት በቀጭኑ በትሮች ላይ ሊተገበር ይችላል፣ በእነሱ ላይ ይህ ችላ ማለት ተገቢ ነው እና የተሻጋሪ ኃይል በመታጠፊያ ላይ የሚታወቅ ተጽዕኖ የለውም።

ልምድ ግን የቴክኒካዊ የመታጠፍ ቲዎሪ በተወሰነ ስኬት ለአጭር፣ ለከፍተኛ ተሸካሚዎችም መተግበር እንደሚቻል አሳይቷል፣ ለእነሱም በእውነት ይህ በጭራሽ አልተዘጋጀም። በዚህ ጊዜ በዚህ ቲዎሪ ውስጥ የታለፈው በየጭረት ጭነቶች ምክንያት የሚኖረው የለውጥ ተፅዕኖ ቢያንስ በተግሣጽ በኋላ እንኳን እንዲታሰብ ፍላጎት ይኖራል።

እንደ በጎን ኃይሎች ምክንያት የሚፈጠሩ የመቁረጥ ጭነቶች τ እና ተዛማጅ መሸርሸሮች γ_’ =_ τ_/G_ በክፍሉ ላይ እንዲሁ እኩል አይደለም የተሰራጩ ናቸው። ስለዚህ አማካይ እሴታቸው γ ይገባል፣ ይህም በዚህ አማካይ የለውጥ እሴት ላይ የጎን ኃይሉ በጨረር አካል dx ላይ የሚያደርገው የለውጥ ሥራ ከተገኙት የጭረት ጭነቶች ሥራ ድምር ጋር እኩል እንዲሆን ተወስኖ ነው፤ ይህም ተመለከተውን የጨረር አካል የሚያቀናበሩ የግልጽ መጠን አባላትን በመዋሀድ ይገኛል፤

ከዚያም ነው

ኢንተግራሉ በመስቀለኛው ክፍል የመቆረጫ ጭነቶች ስርጭት ሲታወቅ ሊሰላ ይችላል። ሁሉም የመቆረጫ ጭነቶች ከ_Q/F_ ጋር ተመጣጣኝ ስለሆኑ፣ የእሱ ዋጋ Q2/F2 * F ጋር ተመጣጣኝ ነው፣ እንግዲህ እርሱ κ__Q2/F እንደሆነ በመያዝ፣ ይገኛል

γ = κ__Q / GF.

ቋሚ κ የሸረሪት ጭነቶች ስርጭት ኮኤፊሺየንት ተብሎ ይጠራል። ለአራት ማዕዘን መቆራረጦች κ=1,2 ነው።

ምስል. 16

κ ኮኤፊሺየንት፣ በዚህም አማካይ መንሸራተት γ ሲታወቅ፣ በtransversal ኃይሎች ተፅእኖ የተፈጠረ ተጨማሪ መታጠፊያ wQ ሊሰላ ይችላል፣ እሱም ወደ w መታጠፊያዎች መጨመር አለበት፤ ምክንያቱም በምስል 16 መሠረት ይህ ነው

ስለዚህ Q = dM/dx ስለሆነ፣

ይህም በአንድ የድንበር ሁኔታ ውስጥ የማቀናበሪያ ቋሚው ይገኛል።