از چه فرمول هایی برای محاسبه استرس در یک خرپای نوار فولادی استفاده می شود؟

سلام! من به عنوان تأمین کننده خرپا های نوار فولادی ، اغلب در مورد فرمول های مورد استفاده برای محاسبه استرس در این سازه ها سؤال می کنم. این یک موضوع مهم است ، به خصوص برای کسانی که در پروژه های ساخت و ساز و مهندسی شرکت دارند. بنابراین ، بیایید درست شیرجه بزنیم و فرمول های کلیدی را که در حال بازی هستند کشف کنیم.

اول از همه ، بیایید بفهمیم استرس چیست. به زبان ساده ، استرس نیرویی است که برای یک شیء در واحد واحد اعمال می شود. هنگامی که صحبت از خرپاهای نوار فولادی می شود ، استرس به دلیل عوامل مختلفی مانند وزن خود ساختار ، بار مورد نظر برای حمل و نیروهای خارجی مانند باد یا فعالیت لرزه ای ممکن است ایجاد شود.

یکی از اساسی ترین فرمول های محاسبه استرس ، فرمول استرس طبیعی است که توسط:

s = f / a

در اینجا ، σ (سیگما) استرس طبیعی را نشان می دهد ، F نیرویی است که به نوار فولادی اعمال می شود ، و A قسمت متقاطع نوار است. این فرمول هنگام استفاده از نیرو به صورت محوری (در طول نوار) ​​استفاده می شود. به عنوان مثال ، اگر یک نوار فولادی در خرپا دارید که از یک بار عمودی پشتیبانی می کند ، می توانید از این فرمول استفاده کنید تا استرس طبیعی روی نوار را پیدا کنید.

بیایید بگوییم که شما یک نوار فولادی با مساحت متقاطع 500 میلی متر مربع (یا 0.0005 متر مربع) دارید و دارای 20،000 نیوتن است. با استفاده از فرمول σ = F / A ، می توانیم استرس طبیعی را به شرح زیر محاسبه کنیم:

σ = 20000 n / 0.0005 m² = 40،000،000 در Orted o 1

اکنون وقتی نیروها به صورت محوری اعمال نشوند ، می تواند کمی پیچیده تر شود. در یک خرپا ، میله ها می توانند استرس برشی را نیز تجربه کنند. استرس برشی هنگامی اتفاق می افتد که دو قسمت از یک شیء در جهت های مخالف از یکدیگر عبور کنند. فرمول استرس برشی:

t = v / a_s

جایی که τ (Tau) تنش برشی است ، V نیروی برشی است و A_S ناحیه برشی است. در زمینه خرپا نوار فولادی ، بسته به هندسه نوار و نحوه اعمال نیرو ، ممکن است ناحیه برشی با ناحیه متقاطع مورد استفاده برای محاسبات استرس طبیعی متفاوت باشد.

مفهوم مهم دیگر خمش استرس است. در یک خرپایی ، برخی از میله ها ممکن است در معرض لحظات خمشی قرار بگیرند که باعث خم شدن نوار می شود. فرمول خمش استرس در یک نقطه روی یک قسمت از پرتو (یا یک نوار در این مورد) عبارت است از:

σ_b = m * y / i

در اینجا ، σ_b استرس خمشی است ، m لحظه خمش در قسمت صلیب است ، y فاصله از محور خنثی صلیب است تا جایی که استرس در حال محاسبه است ، و من لحظه عدم تحرک بخش صلیب است. لحظه عدم تحرک ، اندازه گیری چگونگی توزیع ناحیه سطح صلیب در محور خنثی است.

برای یک صلیب مستطیل شکل از عرض B و ارتفاع H ، لحظه عدم تحرک در مورد محوری که از طریق سانتروئید (محور خنثی) عبور می کند و به موازات پایه توسط:

i = b * h³ / 12

بیایید مثال بزنیم. فرض کنید شما یک نوار فولادی در یک خرپایی با یک صلیب مستطیل شکل - بخش عرض 50 میلی متر و ارتفاع 100 میلی متر دارید. لحظه خمش در یک صلیب خاص 5000 نانومتر است و می خواهید استرس خمشی را در بالاترین فیبر نوار (جایی که y = h/2 = 50 میلی متر یا 0.05 متر) پیدا کنید. اول ، ما لحظه بی تحرکی را محاسبه می کنیم:

i = (0.05 m) * (0.1 m) ³ / 12 = 4.17 × 10⁻⁷ M⁴

سپس ، با استفاده از فرمول استرس خمشی σ_b = m * y / i ، ما دریافت می کنیم:

σ_b = (5000 نانومتر) * (0.05 متر) / (4.17 × 10 ⁴ m ⁴)

مهندسان هنگام طراحی یک خرپای نوار فولادی ، باید فشارهای ترکیبی را در نظر بگیرند. یک نوار در خرپا ممکن است در معرض ترکیبی از فشارهای طبیعی ، برشی و خمش قرار بگیرد. برای پاسخ به این امر ، آنها از فرمول های پیچیده تر و روش های تجزیه و تحلیل استفاده می کنند. یک رویکرد متداول ، معیار استرس فون میزس است که برای پیش بینی عملکرد در مواد انعطاف پذیر مانند فولاد استفاده می شود. استرس فون میزس ، σ_vm ، توسط:

s_vm = √ (Δ₁² - sms + sme + 3t₁₂²)

جایی که σ₁ و σ₂ تنش های اصلی هستند و τ₁₂ تنش برشی در هواپیما حاوی تنش های اصلی است.

در شرکت ما اهمیت این محاسبات را درک می کنیم. به همین دلیل ما خرپا های نوار فولادی با کیفیت بالا را ارائه می دهیم که برای مقاومت در برابر فشارهایی که در برنامه های واقعی - جهانی با آنها روبرو می شوند ، طراحی شده اند. اگر به محصولات ما علاقه دارید ، ما گزینه های بسیار خوبی برای شما داریم. ما را بررسی کنیدپانل های فلزی Rapidseam، که علاوه بر این عالی برای هر پروژه ساختمانی است. ما همچنین ارائه می دهیمنمونه رایگان YX44 - 180 - 720 ورق عرشه فولادی سفارشی برای مصالح ساختمانی، بنابراین می توانید قبل از خرید ، کیفیت را آزمایش کنید. و اگر به دنبال انواع مختلفی از ساختارهای پشتیبانی هستید ، ماانواع Purlins Cارزش در نظر گرفتن

اگر در حال برنامه ریزی یک پروژه ساخت و ساز هستید و به خرپا های نوار فولادی قابل اعتماد احتیاج دارید ، از دستیابی به آن دریغ نکنید. ما اینجا هستیم تا در مورد تمام نیازهای خرپا نوار فولادی خود به شما کمک کنیم. چه مهندس ، پیمانکار یا سازنده باشید ، می توانیم محصولات مناسب و پشتیبانی فنی را در اختیار شما قرار دهیم. برای شروع روند تهیه با ما تماس بگیرید و بیایید در مورد چگونگی پاسخگویی به نیازهای شما بحث کنیم.

منابع:

• مکانیک کتابهای درسی مواد ، نسخه های مختلف
• کتابهای طراحی مهندسی برای سازه های فولادی