Univerza v Ljubljani FS & FKKT. Varnost v strojništvu

Σχετικά έγγραφα
Tretja vaja iz matematike 1

Diferencialna enačba, v kateri nastopata neznana funkcija in njen odvod v prvi potenci

Odvod. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 5. december Gregor Dolinar Matematika 1

Funkcije. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 21. november Gregor Dolinar Matematika 1

Zaporedja. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 22. oktober Gregor Dolinar Matematika 1

KODE ZA ODKRIVANJE IN ODPRAVLJANJE NAPAK

Funkcije. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 14. november Gregor Dolinar Matematika 1

IZPIT IZ ANALIZE II Maribor,

Univerza v Ljubljani FS & FKKT. Varnost v strojništvu

Funkcijske vrste. Matematika 2. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 2. april Gregor Dolinar Matematika 2

PONOVITEV SNOVI ZA 4. TEST

*M * Osnovna in višja raven MATEMATIKA NAVODILA ZA OCENJEVANJE. Sobota, 4. junij 2011 SPOMLADANSKI IZPITNI ROK. Državni izpitni center

matrike A = [a ij ] m,n αa 11 αa 12 αa 1n αa 21 αa 22 αa 2n αa m1 αa m2 αa mn se števanje po komponentah (matriki morata biti enakih dimenzij):

Zaporedja. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 15. oktober Gregor Dolinar Matematika 1

SKUPNE PORAZDELITVE VEČ SLUČAJNIH SPREMENLJIVK

Univerza v Ljubljani FS & FKKT. Varnost v strojništvu

Integralni račun. Nedoločeni integral in integracijske metrode. 1. Izračunaj naslednje nedoločene integrale: (a) dx. (b) x 3 +3+x 2 dx, (c) (d)

Na pregledni skici napišite/označite ustrezne točke in paraboli. A) 12 B) 8 C) 4 D) 4 E) 8 F) 12

8. Diskretni LTI sistemi

Odvod. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 10. december Gregor Dolinar Matematika 1

Gimnazija Krˇsko. vektorji - naloge

Funkcije. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 12. november Gregor Dolinar Matematika 1

Numerično reševanje. diferencialnih enačb II

1. Trikotniki hitrosti

Kotne in krožne funkcije

Kontrolne karte uporabljamo za sprotno spremljanje kakovosti izdelka, ki ga izdelujemo v proizvodnem procesu.

Bočna zvrnitev upogibno obremenjenih elementov s konstantnim prečnim prerezom

Booleova algebra. Izjave in Booleove spremenljivke

1. Definicijsko območje, zaloga vrednosti. 2. Naraščanje in padanje, ekstremi. 3. Ukrivljenost. 4. Trend na robu definicijskega območja

Podobnost matrik. Matematika II (FKKT Kemijsko inženirstvo) Diagonalizacija matrik

GEOMETRIJA V RAVNINI DRUGI LETNIK

p 1 ENTROPIJSKI ZAKON

Kotni funkciji sinus in kosinus

diferencialne enačbe - nadaljevanje

Analiza 2 Rešitve 14. sklopa nalog

Univerza v Ljubljani FS & FKKT. Varnost v strojništvu

VEKTORJI. Operacije z vektorji

386 4 Virtualni pomiki in virtualne sile. A 2 x E 2 = 0. (4.99)

Matematika 2. Diferencialne enačbe drugega reda

Osnove elektrotehnike uvod

NEPARAMETRIČNI TESTI. pregledovanje tabel hi-kvadrat test. as. dr. Nino RODE

Državni izpitni center SPOMLADANSKI IZPITNI ROK *M * FIZIKA NAVODILA ZA OCENJEVANJE. Petek, 10. junij 2016 SPLOŠNA MATURA

13. Jacobijeva metoda za računanje singularnega razcepa

Frekvenčna analiza neperiodičnih signalov. Analiza signalov prof. France Mihelič

Vaje iz MATEMATIKE 2. Vektorji

Vaje iz MATEMATIKE 8. Odvod funkcije., pravimo, da je funkcija f odvedljiva v točki x 0 z odvodom. f (x f(x 0 + h) f(x 0 ) 0 ) := lim

Domače naloge za 2. kolokvij iz ANALIZE 2b VEKTORSKA ANALIZA

Kvadratne forme. Poglavje XI. 1 Definicija in osnovne lastnosti

Matematika 1. Gregor Dolinar. 2. januar Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. Gregor Dolinar Matematika 1

V tem poglavju bomo vpeljali pojem determinante matrike, spoznali bomo njene lastnosti in nekaj metod za računanje determinant.

vezani ekstremi funkcij

Kotne funkcije poljubnega kota. Osnovne zveze med funkcijamo istega kota. Uporaba kotnih funkcij v poljubnem trikotniku. Kosinusni in sinusni izrek.

Reševanje sistema linearnih

Enačba, v kateri poleg neznane funkcije neodvisnih spremenljivk ter konstant nastopajo tudi njeni odvodi, se imenuje diferencialna enačba.

Afina in projektivna geometrija

Aksialne obremenitve DOPUSTNE NAPETOSTI IN DIMENZIONIRANJE

Delovna točka in napajalna vezja bipolarnih tranzistorjev

UNIVERZITET U NIŠU ELEKTRONSKI FAKULTET SIGNALI I SISTEMI. Zbirka zadataka

Državni izpitni center SPOMLADANSKI IZPITNI ROK *M * NAVODILA ZA OCENJEVANJE. Sreda, 3. junij 2015 SPLOŠNA MATURA

Iterativno reševanje sistemov linearnih enačb. Numerične metode, sistemi linearnih enačb. Numerične metode FE, 2. december 2013

TRDNOST (VSŠ) - 1. KOLOKVIJ ( )

1 Seštevanje vektorjev in množenje s skalarjem

Koordinatni sistemi v geodeziji

ARHITEKTURA DETAJL 1, 1:10

Osnove matematične analize 2016/17

- Geodetske točke in geodetske mreže

7. VAJA IZ MEHANIKE TRDNIH TELES. (tenzor deformacij II) (tenzor majhnih deformacij in rotacij, kompatibilitetni pogoji)

Fazni diagram binarne tekočine

IZVODI ZADACI (I deo)

Poglavje 7. Poglavje 7. Poglavje 7. Regulacijski sistemi. Regulacijski sistemi. Slika 7. 1: Normirana blokovna shema regulacije EM

Linearna algebra. Bojan Orel Fakulteta za računalništvo in informatiko

REˇSITVE. Naloga a. b. c. d Skupaj. FAKULTETA ZA MATEMATIKO IN FIZIKO Oddelek za matematiko Verjetnost 2. kolokvij 23.

IZVODI ZADACI ( IV deo) Rešenje: Najpre ćemo logaritmovati ovu jednakost sa ln ( to beše prirodni logaritam za osnovu e) a zatim ćemo

PROCESIRANJE SIGNALOV

cot x ni def. 3 1 KOTNE FUNKCIJE POLJUBNO VELIKEGA KOTA (A) Merske enote stopinja [ ] radian [rad] 1. Izrazi kot v radianih.

Inverzni problem lastnih vrednosti evklidsko razdaljnih matrik

PONOVITEV SNOVI ZA NPZ

UNIVERZA V LJUBLJANI PEDAGOŠKA FAKULTETA DIPLOMSKO DELO SIMONA OBLAK

INŽENIRSKA MATEMATIKA I

Varnost v strojništvu

Funkcije več spremenljivk

Matematika. Funkcije in enačbe

Navadne diferencialne enačbe

OSNOVE STROJNIŠTVA (OST)

Tehniška mehanika 1 [N]

Transformator. Delovanje transformatorja I. Delovanje transformatorja II

- pravac n je zadan s točkom T(2,0) i koeficijentom smjera k=2. (30 bodova)

Osnovni primer. (Z, +,,, 0, 1) je komutativan prsten sa jedinicom: množenje je distributivno prema sabiranju

1 3D-prostor; ravnina in premica

Elementi spektralne teorije matrica

Splošno o interpolaciji

DISKRETNA FOURIERJEVA TRANSFORMACIJA

LADISK Laboratorij za dinamiko strojev in konstrukcij. Višja dinamika. Rešene naloge iz analitične mehanike. Dr. Janko Slavič. 22.

Matematika I (VS) Univerza v Ljubljani, FE. Melita Hajdinjak 2013/14. Pregled elementarnih funkcij. Potenčna funkcija. Korenska funkcija.

TRIGONOMETRIJA TROKUTA

primer reševanja volumskega mehanskega problema z MKE

Pravokotni koordinatni sistem; ravnina in premica

Naloge iz vaj: Sistem togih teles C 2 C 1 F A 1 B 1. Slika 1: Sile na levi in desni lok.

Definicija. definiramo skalarni produkt. x i y i. in razdaljo. d(x, y) = x y = < x y, x y > = n (x i y i ) 2. i=1. i=1

TOPNOST, HITROST RAZTAPLJANJA

Transcript:

Univerza v Ljubljani FS & FKKT Varnost v strojništvu doc.dr. Boris Jerman, univ.dipl.inž.str. Govorilne ure: med šolskim letom: srede med 9:00 in 11:30 pisarna: FS - 414 telefon: 01/4771-414 boris.jerman@fs.uni-lj.si, (Tema/Subject: VDPN -...) Prosojnice izdelane po viru: Stropnik Jože, Šterk Peter, Juhart Karli: Statika: učbenik za mehaniko Statične veličine prerezov V delu mehanike, ki obravnava trdnost, so v rabi še tri fizikalne veličine, ki se nanašajo na težišče, velikost in obliko prereza. Te veličine so: statični moment prereza (ploskve) ali prvi moment prereza, S (uporabljali npr. pri določanju težišč ploskev), [ S = A r ] vztrajnostni moment ploskve ali drugi moment ploskve I, [ I = A r 2 ] odpornostni moment ploskve W. [ Enačba podana kasneje.] 1

Statični moment ploskve Prvi moment prereza oz. statični moment prereza. Opazujemo prerez s ploščino A in težiščem v izhodišču koordinatnega sistema y T z T. Ploščina se razdeli na n elementarnih ploskvic A i oz. da i. Statični moment prereza okoli poljubno izbrane osi y in z je tedaj: Statični moment ploskve na njeno katerokoli težiščno os (npr. y T ali z T ) je enak nič. Ta lastnost se uporablja za izračun težišča ploskev. Vztrajnostni moment ploskve Prerez s ploščino A in težiščem v izhodišču koordinatnega sistema se razdeli na elementarne ploskvice A i. Osni (aksialni) vztrajnostni moment ploskve glede na izbrano os je definiran kot vsota zmnožkov ploščin elementarnih ploskvic s kvadratom razdalj njihovih težišč od izbrane osi. 2

Vztrajnostni moment ploskve Na čim več elementarnih ploskvic je razdeljen lik, tem natančnejši je rezultat; najbolje je, če število elementarnih ploskvic narašča preko vseh meja (n ). Tedaj se lahko enačbo zapiše v obliki integrala: = A i = da Enota vztrajnostnega momenta ploskve je m 4. Primer Izpeljite (a) približno in nato še (b) točno enačbo vztrajnostnega momenta pravokotnika z osnov nico a in višino h za njegovo težiščno os Y. Rešitev (a): Pravokotnik razdelimo na štiri elementarne ploskvice s ploščinami a h/4: Če bi razdelili na 10 delov: 3

Primer Rešitev (b): Izračunamo integral: DELO NA TABLO. Kvadrat: Krog: Steinerjevo pravilo Pogosto moramo izračunati vztrajnostni moment prereza glede na os, ki je vzporedna težiščni osi, vendar od nje oddaljena za razdaljo a: Vztrajnostni moment za vzporedno os se izračuna tako, da se težiščnemu vztrajnostnemu momentu prišteje zmnožek kvadrata razdalje med obema osema in ploščine prereza. 4

Vztrajnostni moment sestavljene ploskve V gradbeništvu in strojništvu imajo nosilni elementi pogosto prereze, ki nimajo osnovne geometrijske oblike (na primer kvadrat, pravokotnik, krog), ampak so sestavljeni iz večih takih oblik. V takem primeru maramo ploskev razdeliti na osnovne geometrijske like, določiti skupno težišče in nato z upoštevanjem Steinerjevega pravila sešteti vztrajnostne momente vseh likov. Če ima prerez luknje, vztrajnostne momente manjkajočih delov odštejemo. Vztrajnostni moment sestavljene ploskve Prikazan je postopek računanja vztrajnostnega momenta sestavljenega prereza v primeru: a) da težišča posameznih likov ležijo na skupni težiščnici; b) da težišča posameznih likov ležijo na skupni težiščnici, vendar je eden od likov luknja; c) ko težišča posameznih likov ne ležijo na skupni težiščnici. a) b) c) 5

Primer (1/3) Izračunajte vztrajnostna momenta prereza in sicer za vodoravno in navpično težiščno os. Mere na skici so v mm. Rešitev: Prerez je sestavljen iz dveh kvadratov in enega pravokotnika. Lega skupnega težišča T sovpada s težiščem pravokotnika T 2. Skozi težišče potekata: - vodoravno os y in - navpično os z. Kotira se razdalji od osi y do T 1 in T 3. Izračuna se ploščini: Primer (2/3) 1 = 2 = = 833,3 mm4 = 9000,0 mm4 Z uporabo Steinerjevega pravila se izračuna vztrajnostni moment glede na os y: 6

Primer (3/3) Težiščna os pravokotnika (os y T2 skozi težišče T 2 ) in skupna težiščna os celotnega prereza (os y skozi težišče T) sovpadata, zato pri seštevanju vztrajnostnih momentov za pravokotnik ni treba upoštevati Steinerjevega pravila, ker je razdalja med osema enaka nič. Pri računanju vztrajnostnega momenta glede na os z vidimo, da le-ta deli prerez na dva simetrična dela. To pomeni, da težišča vseh treh elementarnih likov ležijo na tej osi z, zato je skupni vztrajnostni moment kar vsota težiščnih vztrajnostnih momentov elementarnih delov (nikjer ni Steinerjevega prispevka): Odpornostni moment ploskve Kvocient osnega vztrajnostnega momenta ploskve I in oddaljenosti e najbolj oddaljene točke prereza od izbrane osi je osni odpornostni moment ploskve W glede na izbrano os. = 1, 2 = 1, 2 = =, = 3 7

Odpornostni moment ploskve Za pravokotni prerez sta osna odpornostna momenta: Za krožni prerez je odpornostni moment glede na obe osi enak: = = 32 POZOR! Odpornostnih momentov se ne sme seštevati ali odštevati! Odpornostni moment ploskve Odpornostni momenti posameznih prerezov so torej odvisni tudi od oddaljenosti med izbrano osjo (npr. y T ) ter od te osi najbolj oddaljene točke. Zaradi tega se odpornostnega momenta sestavljenih likov ne da izračunati kot vsota odpornostnih momentov elementarnih likov. Vedno je potrebno najprej izračunati ustrezen vztrajnostni moment sestavljenega prereza, upoštevaje Steinerjev izrek, nato pa izračunati iskani odpornostni moment po enačbi: = POZOR! Odpornostnih momentov se ne sme seštevati ali odštevati! 8

Polarni vztrajnostni in odpornostni momenti prereza Polarni vztrajnostni moment prereza se dobi tako, da se elementarne ploskvice prereza pomnoži s kvadrati razdalj njihovih težišč od koordinatnega izhodišča in se dobljene zmnožke sešteje: = + Slednja enačba ne velja za tankostene prereze. oz. za vse prereze, ki imajo poudarjeno eno dimenzijo. Polarni vztrajnostni in odpornostni momenti prereza Polarni odpornosti moment ploskve je razmerje polarnega vztrajnostnega momenta in oddaljenosti najbolj oddaljene točke ploskve od težišča: = 9

Primer (1/4) Izračunajte osni in polarni odpornostni moment prereza cevi premeroma D = 30 mm in d = 25mm. Rešitev: Prerez cevi je krožni kolobar, določen razliko ploščin dveh krogov: Primer (2/4) Težišči obeh krogov sovpadata s težiščem kolobarja. Osna vztrajnostna momenta za posamezna kroga sta tedaj: Osni vztrajnostni moment cevi je: 10

Primer (3/4) Pri izračunu osnega odpornostnega momenta upoštevamo, da je razdalja od težišča do najbolj oddaljene točke enaka e=r=d/2: = = =2 =2 4 4 64 Za obravnavani primer torej velja: = 4 32 4 = 25 4 32 304 30 ali: = =20586 =1372,4 3 15 =1372,4 3 Primer (4/4) Polarni vztrajnostni moment se dobi kot vsota osnih vztrajnostnih momentov za dve med seboj pravokotni težiščni osi (z upoštevanjem, da sta osna vztrajnostna momenta za dve pravokotni težiščni osi v primeru kolobarja medsebojno enaka): = 32 30 +25 =41172 Polarni odpornostni moment dobimo iz polarnega vztrajnostnega momenta ob upoštevanju, da je e=r=d/2: 11

Primer (1/3) Izračunajte odpornostni moment prereza glede na vodoravno težiščno os. Mere so v cm. Rešitev: Najprej se določi težišče. Izbere se koordinatni sistem yz. Os z je simetrala prereza, zato je potrebno poiskati le koordinato z o, to je oddaljenost skupnega težišča od osi y. Ploščini elementarnih likov sta: iskana koordinata pa: Primer (2/3) Določi se novo vodoravno os η skozi skupno težišče prereza. Os je vzporedna z osjo y. Izračuna se težiščna vztrajnostna momenta elementarnih likov glede na njuni težiščni osi y 1 in y 2 : 12

Primer (3/3) Določiti je potrebno razdalje težišč osnovnih likov od skupne težiščne osi (glej skico). Po Steinerjevem pravilu se izračuna skupni vztrajnostni moment za os η: Od vodoravne osi η je najbolj oddaljen spodnji rob. Ta razdalja je enaka izračunani oddaljenosti težišča e=z 0 =6,63 cm. Odpornostni moment narisanega prereza je torej: Ιη =714,4 10 # 13