مرحبًا يا من هناك! كمورد شعاع H ، كنت أتعامل مع هذه الهياكل الفولاذية متعددة الاستخدامات على مر العصور. أحد الأسئلة التي غالباً ما تنبثق هو "ما هو توزيع الإجهاد في شعاع H؟" حسنًا ، دعنا نحفر فيه.
أولاً ، ما هو شعاع H؟ يمكنك التحقق من المزيد عنها هنا:ح شعاع. إنه نوع من شعاع الفولاذ الهيكلي مع قسم صليب "H" على شكل. تسمى العناصر الأفقية الشفاه ، والجزء العمودي هو الويب. يعطي هذا الشكل الفريد حزم H قوة ممتازة وحمل - إمكانات تحمل ، وهذا هو السبب في أنها تستخدم على نطاق واسع في البناء والآلات وغيرها من الصناعات.
الآن ، دعنا نتحدث عن توزيع الإجهاد. عند تطبيق الحمل على شعاع H ، تواجه أجزاء مختلفة من الحزمة مستويات مختلفة من الإجهاد. هناك أساسا نوعان من التوتر الذي نحتاج إلى مراعاته: الإجهاد الانحناء والإجهاد القص.
ضغوط الانحناء
الإجهاد الانحناء هو الإجهاد الذي يحدث عندما تنحني الحزمة. عند وضع الحمل على شعاع H ، فإنه يتسبب في منحنى الشعاع. تواجه الألياف الخارجية للحزمة (الشفاه العلوية والسفلية) أقصى إجهاد الانحناء.
الحافة العلوية في ضغط ، مما يعني أنه يتم الضغط عليه. فكر في الأمر كما لو كنت تدفع في الربيع ؛ الملفات تقترب معًا. في حالة الحافة العلوية لشعاع H ، يتم دفع الجزيئات بالقرب من بعضها البعض ، مما يخلق إجهادًا مضغوطًا.
من ناحية أخرى ، الحافة السفلية في التوتر. يبدو الأمر كما لو كنت تسحب على شريط مطاطي ؛ يتم تمديد الجزيئات. الإجهاد الشد يحدث هنا. يتناسب حجم إجهاد الانحناء مع المسافة من المحور المحايد للحزمة. المحور المحايد هو خط وهمي داخل الحزمة حيث لا يوجد إجهاد الانحناء. في شعاع H ، يمر المحور المحايد عادةً عبر النقطه الوسطى للقسم المتقاطع ، والذي عادة ما يكون بالقرب من منتصف الويب.
صيغة الإجهاد الانحناء هي $ \ sigma = \ frac {my} {i} $ ، حيث $ \ sigma $ هو إجهاد الانحناء ، و $ m $ هو لحظة الانحناء (مقياس لتأثير الانحناء الناجم عن الحمل) ، $ y $ هو المسافة من المحور المحايد إلى النقطة التي تحسب فيها التوتر ، و $ i هو $ I $ $. لحظة الجمود هي خاصية تصف كيف يتم توزيع المنطقة المتقاطعة حول المحور المحايد. بالنسبة لحزمة H ، تزيد الشفاه الكبيرة من لحظة القصور الذاتي ، مما يساعد على تقليل إجهاد الانحناء لحظة ثني معينة.
إجهاد القص
إجهاد القص ، من ناحية أخرى ، هو الإجهاد الذي يحدث عندما ينزلق جزأان مجاوران من الحزمة بعضهما البعض. في شعاع H ، يتم نقل غالبية إجهاد القص بواسطة الويب.
لا يتم توزيع إجهاد القص بشكل موحد عبر الويب. إنه أعلى في المحور المحايد ويتقلص باتجاه الجزء العلوي والسفلي من الويب. يرتبط السبب في ذلك بالطريقة التي يتم بها نقل القوى الداخلية داخل الحزمة. عند تطبيق الحمل ، يتعين على الويب نقل قوة القص من شفة إلى أخرى. المحور المحايد هو المكان الذي يكون فيه تدفق القص هو الأكثر تركيزًا ، مما يؤدي إلى أعلى إجهاد القص.
صيغة متوسط إجهاد القص في الويب هي $ \ tau = \ frac {v} {a_ {web}} $ ، حيث يكون $ \ tau $ هو إجهاد القص ، $ v $ هي قوة القص (القوة التي تسبب أجزاء من الحزمة في الانزلاق بالنسبة إلى بعضها البعض) ، و $ a_ {web} $ هي القسم عبر الإنترنت. ومع ذلك ، هذه مجرد قيمة متوسط ، وتوزيع إجهاد القص الفعلي أكثر تعقيدًا.
العوامل التي تؤثر على توزيع الإجهاد
يمكن أن تؤثر عدة عوامل على توزيع الإجهاد في شعاع H.
- نوع التحميل: الطريقة التي يتم بها تطبيق الحمل بشكل كبير. سيؤدي الحمل النقطي (قوة مركزة واحدة) إلى إنشاء توزيع مختلف للإجهاد مقارنةً بحمل موزع بشكل موحد (الحمل الذي ينتشر بالتساوي على طول الحزمة). على سبيل المثال ، سيؤدي الحمل النقطي المطبق في مركز حزمة H المدعومة ببساطة إلى لحظة انحناء عالية في المركز ، مما يؤدي إلى ارتفاع ضغط الانحناء في الشفاه في تلك المرحلة.
- شروط الدعم: كيف يتم دعم الشعاع يؤثر أيضًا على توزيع الإجهاد. سيكون للشعاع ببساطة - المدعوم (المدعوم في طرفين) نمط إجهاد مختلف مقارنةً بحزمة نهائية ثابتة (حيث تكون الأطراف ثابتة ولا يمكن تدويرها). في شعاع ثابت - تم إعادة توزيع لحظات الانحناء ، وقد يحدث الحد الأقصى لضغوط الانحناء في مواقع مختلفة مقارنةً بحزمة مدعومة ببساطة.
- هندسة شعاع h: تلعب أبعاد الشفاه والشبكة دورًا حاسمًا. سيكون للحزمة ذات الشفاه الأوسع لحظة أعلى من الجمود ، مما يقلل من إجهاد الانحناء. وبالمثل ، يمكن للشبكة الأكثر سمكا التعامل مع ضغوط القص العليا. يمكنك استكشاف هندسة شعاع H مختلفة هنا:ح شعاع الصلب.
أهمية فهم توزيع الإجهاد
فهم توزيع الإجهاد في شعاع H مهم للغاية. بالنسبة للمهندسين والمهندسين المعماريين ، فإنه يساعد في تصميم الهياكل التي يمكن أن تحمل الأحمال المقصودة بأمان. يمكنهم اختيار الحجم المناسب وشكل شعاع H استنادًا إلى مستويات التوتر المتوقعة.
بالنسبة لنا كموردين ، فإنه يتيح لنا تقديم أفضل نصيحة لعملائنا. يمكننا مساعدتهم على اختيار الحزم H الأكثر ملاءمة لمشاريعهم ، مع ضمان الحصول على منتج يفي بمتطلباتهم من حيث القوة والمتانة.
إذا كنت في السوق بسبب عوارض H عالية الجودة وترغب في معرفة المزيد حول كيفية تأثير توزيع الإجهاد على مشروعك ، فلا تتردد في التواصل. نحن هنا لمساعدتك في اتخاذ الخيار الصحيح للبناء أو احتياجاتك الصناعية. سواء كنت تقوم ببناء سقيفة صغيرة أو مبنى تجاري كبير ، تم تصميم عوارض H الخاصة بنا لأداء في ظل ظروف الإجهاد المختلفة.
دعنا نتحادث حول متطلبات مشروعك ونجد حل H Beam المثالي لك.
مراجع
- Budynas ، RG ، & Nisbett ، JK (2011). تصميم الهندسة الميكانيكية Shigley. ماكجرو - هيل.
- Timoshenko ، SP ، & Gere ، JM (1972). ميكانيكا المواد. فان نوستراند رينهولد.