قسم المعاملهي خاصية هندسية (أي مرتبطة بالشكل) للحزمة المستخدمة في الهندسة الإنشائية. يعنيض، إنه مقياس مباشر لقوة الحزمة. هذا النوع من معاملات القسم هو واحد من اثنين في الهندسة ، ويسمى تحديدًاالمرنقسم المعامل. النوع الآخر من معامل المرونة هوبلاستيكقسم المعامل.
تعتبر الأنابيب والأشكال الأخرى من الأنابيب ضرورية مثل العوارض المستقلة في عالم البناء وفريدة من نوعها تشير الهندسة إلى أن حساب معامل القسم لهذا النوع من المواد يختلف عن الآخر أنواع. يتطلب تحديد معامل القسم معرفة العديد من الخصائص الجوهرية أو المضمنة وغير القابلة للتغيير للمادة المعنية.
أساس معامل القسم
يمكن أن يكون للحزم المختلفة المصنوعة من مجموعات مختلفة من المواد اختلافات واسعة في توزيع الألياف الفردية الأصغر في هذا الجزء من الشعاع أو الأنبوب أو أي عنصر هيكلي آخر تحته اعتبار. تُجبر "الألياف المتطرفة" ، أو تلك الموجودة في نهايات الأقسام ، على تحمل جزء أكبر من أي حمل يتعرض له القسم.
تحديد معامل القسمضيتطلب معرفة المسافةذمنالنقطه الوسطىمن القسم ، ويسمى أيضًامحور محايد، للألياف المتطرفة.
معادلة معامل القسم
يتم إعطاء معادلة معامل المقطع لجسم مرن بواسطة
ض = أنا / ذ، أينذهي المسافة الموضحة أعلاه وأناهلاللحظة الثانية من المنطقةمن القسم. (تسمى هذه المعلمة أحيانًا بامتدادلحظة من الجمود، ولكن نظرًا لوجود تطبيقات أخرى لهذا المصطلح في الفيزياء ، فمن الأفضل استخدام "اللحظة الثانية من المنطقة.")نظرًا لأن الحزم المختلفة لها أشكال مختلفة ، فإن المعادلات المحددة للأقسام المختلفة تتخذ أشكالًا مختلفة. على سبيل المثال ، الأنبوب المجوف مثل الأنبوب هو
Z = \ bigg (\ frac {π} {4R} \ bigg) (R ^ 4 - R_i ^ 4).
ما هي "اللحظة الثانية للمنطقة"؟
اللحظة الثانية من المنطقةأناهي خاصية جوهرية للقسم وتعكس حقيقة أن كتلة القسم قد يتم توزيعها بشكل غير متماثل وتؤثر على كيفية معالجة الأحمال.
فكر في باب فولاذي صلب بحجم وكتلة محددين وواحد من الحجم والكتلة متطابقين به كل الكتلة تقريبًا على الحافة الخارجية بينما يكون رقيقًا جدًا في المنتصف. ربما يخبرك الحدس والخبرة أن الباب الأخير سيستجيب بشكل أقل استعدادًا لمحاولة دفعه يفتح بالقرب من المفصلة من الباب بهيكل موحد وبالتالي توجد كتلة أكبر بالقرب من الباب مفصل.
معامل قسم الأنبوب
يتم إعطاء معادلة معامل المقطع للأنبوب أو الأنبوب المجوف بواسطة
Z = \ bigg (\ frac {π} {4R} \ bigg) (R ^ 4 - R_i ^ 4).
لا يعد اشتقاق هذه المعادلة مهمًا ، ولكن لأن المقاطع العرضية للأنابيب دائرية (أو يتم التعامل معها على هذا النحو من أجل أغراض حسابية إذا كانت قريبة من دائرية) ، تتوقع أن ترى ثابت π ، لأن هذا ينبثق عند حساب مناطق الدوائر.
مشيرا إلى ذلكأنا = زي، اللحظة الثانية من المنطقةأنالأنبوب هو
أنا = \ bigg (\ frac {π} {4} \ bigg) (R ^ 4 - R_i ^ 4).
مما يعني أنه في هذا الشكل من معادلة معامل القسم ،ذ = ص.
معامل القسم للأشكال الأخرى
قد يُطلب منك العثور على معامل المقطع لمثلث أو مستطيل أو بنية هندسية أخرى. على سبيل المثال ، معادلة المقطع المستطيل المجوف لها الشكل:
Z = \ frac {bh ^ 2} {6}
أينبهو عرض المقطع العرضي وحهو الارتفاع.
حاسبة معامل القسم عبر الإنترنت
في حين أنه من السهل تتبع حاسبات معاملات الأقسام عبر الإنترنت لجميع أنواع الأشكال ، فمن الجيد أن يكون لديك شركة التعامل مع المعادلات ولماذا المتغيرات هي كما هي ولماذا تظهر في مكانها في الصيغ. يتم توفير إحدى هذه الحاسبة في الموارد.
