"სტრესი", ყოველდღიურ ენაში, შეიძლება გულისხმობდეს ნებისმიერი რაოდენობის ნივთს, მაგრამ ზოგადად ზოგიერთის გადაუდებელ აუცილებლობას გულისხმობს დალაგება, რაღაც, რაც ამოწმებს გარკვეული რაოდენობრივი ან შესაძლოა არაანალიზირებადი მხარდაჭერის მდგრადობას სისტემა ინჟინერიასა და ფიზიკაში, სტრესს აქვს განსაკუთრებული მნიშვნელობა და ეხება მასალის განიცდის მასალს ამ მასალის ერთეულ ფართობზე.
მოცემული სტრუქტურის ან ცალკეული სხივის მაქსიმალური ოდენობის გაანგარიშება შეიძლება აიტანოს და ამის შესაბამისობა სტრუქტურის მოსალოდნელ დატვირთვასთან. არის კლასიკური და ყოველდღიური პრობლემა, რომელსაც ინჟინრები ყოველდღე აწყდებიან. მათემატიკის ჩათვლით შეუძლებელი იქნებოდა უზარმაზარი კაშხლების, ხიდებისა და ცათამბჯენების სიმდიდრის შექმნა მთელ მსოფლიოში.
ძალებს სხივზე
ძალების ჯამივწმინდადედამიწაზე გამოცდილი ობიექტები მოიცავს "ნორმალურ" კომპონენტს, რომელიც პირდაპირ მიუთითებს და მიეკუთვნება დედამიწის გრავიტაციულ ველს, რომელიც აჩქარებას ქმნისგ9,8 მ / წმ2, ამ დაჩქარებას განიცდის ობიექტის მასის m- სთან ერთად. (ნიუტონის მეორე კანონიდან,
ვწმინდა= მააჩქარება არის სიჩქარის შეცვლის სიჩქარე, რაც თავის მხრივ არის გადაადგილების ცვლილების სიჩქარე.)ჰორიზონტალურად ორიენტირებული მყარი ობიექტი, როგორიცაა სხივი, რომელსაც აქვს მასის ვერტიკალურად და ჰორიზონტალურად ორიენტირებული ელემენტები განიცდის ჰორიზონტალური დეფორმაციის გარკვეულ ხარისხს მაშინაც კი, როდესაც ვერტიკალური დატვირთვა ექვემდებარება, რაც გამოიხატება სიგრძის ცვლილებით ΔL ანუ, სხივი მთავრდება.
იანგის მოდული Y
მასალებს აქვთ თვისება სახელწოდებითიანგის მოდულიანელასტიური მოდული Y, რაც განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია თითოეული მასალისთვის. უფრო მაღალი მნიშვნელობები ნიშნავს დეფორმაციის მიმართ უფრო მაღალ წინააღმდეგობას. მისი ერთეულები იგივეა, რაც წნევის, ნიუტონი კვადრატულ მეტრზე (N / m)2), რომელიც ასევე არის ძალა ერთეულ ფართობზე.
ექსპერიმენტები აჩვენებს სხივის ΔL სიგრძის ცვლილებას თავდაპირველი სიგრძით L0 განივი განყოფილებით F განიცდის ძალას განივი A სექციის მიმართ
\ დელტა L = \ bigg (\ frac {1} {Y} \ bigg) \ bigg (\ frac {F} {A} \ bigg) L_0
სტრესი და დაძაბულობა
Სტრესიამ კონტექსტში არის ძალის თანაფარდობა F / A არეალთან, რომელიც გამოჩნდება ზემოთ სიგრძის ცვლილების განტოლების მარჯვენა მხარეს. ზოგჯერ მას აღნიშნავენ σ (ბერძნული ასო სიგმა).
დაძაბულობა, მეორეს მხრივ, არის ΔL სიგრძის ცვლილების თანაფარდობა თავდაპირველ სიგრძე L- თან, ან ΔL / L- თან. ზოგჯერ იგი წარმოდგენილია ε (ბერძნული ასო epsilon). დაძაბულობა არის განზომილებიანი სიდიდე, ანუ მას არ აქვს ერთეულები.
ეს ნიშნავს, რომ სტრესი და დატვირთვა დაკავშირებულია
\ frac {Delta L} {L_0} = \ epsilon = \ bigg (\ frac {1} {Y} \ bigg) \ bigg (\ frac {F} {A} \ bigg) = \ frac {\ sigma} {Y }
ან სტრესი = Y × შტამი.
ნიმუშის გაანგარიშება სტრესის ჩათვლით
1,400 N ძალა მოქმედებს 8 მეტრიანი და 0,25 მეტრიანი სხივზე, იანგის მოდულით 70 × 109 N / მ2. რა არის სტრესი და დაძაბულობა?
პირველ რიგში, გამოთვალეთ A ფართობი, რომელიც განიცდის F ძალას 1,400 N- ით. ეს მოცემულია L სიგრძის გამრავლებით0 სხივის სიგანე: (8 მ) (0,25 მ) = 2 მ2.
შემდეგ, ჩართეთ თქვენი ცნობილი მნიშვნელობები ზემოთ მოცემულ განტოლებებში:
შტამი:
\ epsilon = (1 / (70 \ ჯერ 10 ^ 9)) (1400) = 1 \ ჯერ 10 ^ {- 8}
Სტრესი:
\ sigma = \ frac {F} {A} = Y \ epsilon = (70 \ ჯერ 10 ^ 9) (1 \ ჯერ 10 ^ {- 8}) = 700 \ ტექსტი {N / m} ^ 2
I-Beam დატვირთვის მოცულობის კალკულატორი
ფოლადის სხივის კალკულატორი შეგიძლიათ უფასოდ იპოვოთ ინტერნეტში, როგორც ეს მოცემულია რესურსებში. ეს არის სინამდვილეში განუსაზღვრელი სხივის კალკულატორი და მისი გამოყენება შესაძლებელია ნებისმიერი ხაზოვანი საყრდენი სტრუქტურისთვის. ეს საშუალებას გაძლევთ, გარკვეულწილად, ითამაშოთ არქიტექტორი (ან ინჟინერი) და ექსპერიმენტი ჩაატაროთ სხვადასხვა ძალის საშუალებებით და სხვა ცვლადებით, თუნდაც სახსრებით. რაც ყველაზე კარგია, ამით სამშენებლო მუშაკებს რეალურ სამყაროში რაიმე სტრესის გამოწვევა არ შეგიძიათ!