SVEUČILIŠTE JOSIPA JURJA STROSSMAYERA U OSIJEKU GRAĐEVINSKI FAKULTET ZAVRŠNI RAD

Σχετικά έγγραφα
SVEUČILIŠTE JOSIPA JURJA STROSSMAYERA U OSIJEKU GRAĐEVINSKI FAKULTET OSIJEK ZAVRŠNI RAD

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

Savijanje nosaa. Savijanje ravnog štapa prizmatinog poprenog presjeka. a)isto savijanje. b) Savijanje silama. b) Savijanje silama.

PRORAČUN GLAVNOG KROVNOG NOSAČA

Geometrijske karakteristike poprenih presjeka nosaa. 9. dio

Dimenzioniranje nosaa. 1. Uvjeti vrstoe

UNIVERZITET U NIŠU ELEKTRONSKI FAKULTET SIGNALI I SISTEMI. Zbirka zadataka

ČVRSTOĆA 13. GEOMETRIJSKE KARAKTERISTIKE RAVNIH PRESJEKA ŠTAPA

SVEUČILIŠTE JOSIPA JURJA STROSSMAYERA U OSIJEKU GRAĐEVINSKI FAKULTET OSIJEK ZAVRŠNI RAD

SVEUČILIŠTE JOSIPA JURJA STROSSMAYERA U OSIJEKU GRAĐEVINSKI FAKULTET OSIJEK ZAVRŠNI RAD

Betonske konstrukcije 1 - vežbe 3 - Veliki ekscentricitet -Dodatni primeri

Prof. dr. sc. Vedrana Kozulić TEHNIČKA MEHANIKA 2 Predavanja Akad. god. 2008/09

20 mm. 70 mm i 1 C=C 1. i mm

4. PREDAVANJE ČISTO PRAVO SAVIJANJE OTPORNOST MATERIJALA I

PROSTORNI STATIČKI ODREĐENI SUSTAVI

ISPIT GRUPA A - RJEŠENJA

2 tg x ctg x 1 = =, cos 2x Zbog četvrtog kvadranta rješenje je: 2 ctg x

SVEUČILIŠTE JOSIPA JURJA STROSSMAYERA U OSIJEKU GRAĐEVINSKI FAKULTET OSIJEK ZAVRŠNI RAD

OM2 V3 Ime i prezime: Index br: I SAVIJANJE SILAMA TANKOZIDNIH ŠTAPOVA

SVEUČILIŠTE JOSIPA JURJA STROSSMAYERA U OSIJEKU GRAĐEVINSKI FAKKULTET ZAVRŠNI RAD

PROSTA GREDA (PROSTO OSLONJENA GREDA)

Vrijedi relacija: Suma kvadrata cosinusa priklonih kutova sile prema koordinatnim osima jednaka je jedinici.

Riješeni zadaci: Limes funkcije. Neprekidnost

BETONSKE KONSTRUKCIJE 3 M 1/r dijagrami

Dijagrami: Greda i konzola. Prosta greda. II. Dijagrami unutarnjih sila. 2. Popre nih sila TZ 3. Momenata savijanja My. 1. Uzdužnih sila N. 11.

Linearna algebra 2 prvi kolokvij,

DIMENZIONISANJE PRAVOUGAONIH POPREČNIH PRESEKA NAPREGNUTIH NA PRAVO SLOŽENO SAVIJANJE

STATIČKI ODREĐENI SUSTAVI

PRIMJERI TEST PITANJA iz OTPORNOSTI MATERIJALA I 1

1.4 Tangenta i normala

Zadatak 4b- Dimenzionisanje rožnjače

SVEUČILIŠTE U MOSTARU GRAĐEVINSKI FAKULTET

Elementi spektralne teorije matrica

Funkcije dviju varjabli (zadaci za vježbu)

Veleučilište u Rijeci Stručni studij sigurnosti na radu Akad. god. 2011/2012. Matematika. Monotonost i ekstremi. Katica Jurasić. Rijeka, 2011.

SVEUČILIŠTE JOSIPA JURJA STROSSMAYERA U OSIJEKU GRAĐEVINSKI FAKULTET OSIJEK ZAVRŠNI RAD

18. listopada listopada / 13

Dinamika tijela. a g A mg 1 3cos L 1 3cos 1

Pismeni ispit iz matematike Riješiti sistem jednačina i diskutovati rješenja sistema u zavisnosti od parametra: ( ) + 1.

Masa, Centar mase & Moment tromosti

( , 2. kolokvij)

SVEUČILIŠTE JOSIPA JURAJA STROSSMAYERA U OSIJEKU GRAĐEVINSKI FAKULTET OSIJEK ZAVRŠNI RAD

M086 LA 1 M106 GRP. Tema: Baza vektorskog prostora. Koordinatni sustav. Norma. CSB nejednakost

SPREGNUTE KONSTRUKCIJE

radni nerecenzirani materijal za predavanja R(f) = {f(x) x D}

, 81, 5?J,. 1o~",mlt. [ BO'?o~ ~Iel7L1 povr.sil?lj pt"en:nt7 cf~ ~ <;). So. r~ ~ I~ + 2 JA = (;82,67'11:/'+2-[ 4'33.10'+ 7M.

Konvencija o znacima za opterećenja grede

Kolegij: Konstrukcije Rješenje zadatka 2. Okno Građevinski fakultet u Zagrebu. Efektivna. Jedinična težina. 1. Glina 18,5 21,

PRAVA. Prava je u prostoru određena jednom svojom tačkom i vektorom paralelnim sa tom pravom ( vektor paralelnosti).

Kontrolni zadatak (Tačka, prava, ravan, diedar, poliedar, ortogonalna projekcija), grupa A

Riješeni zadaci: Nizovi realnih brojeva

Prostorni spojeni sistemi

( , treći kolokvij) 3. Na dite lokalne ekstreme funkcije z = x 4 + y 4 2x 2 + 2y 2 3. (20 bodova)

3.1 Granična vrednost funkcije u tački

OTPORNOST MATERIJALA 1

BIPOLARNI TRANZISTOR Auditorne vježbe

ELEKTROTEHNIČKI ODJEL

TRIGONOMETRIJA TROKUTA

Pismeni ispit iz OTPORNOSTI MATERIJALA I - grupa A

Proračunski model - pravougaoni presek

Trigonometrija 2. Adicijske formule. Formule dvostrukog kuta Formule polovičnog kuta Pretvaranje sume(razlike u produkt i obrnuto

SILE U PRESEKU GREDNOG NOSAČA

Eliminacijski zadatak iz Matematike 1 za kemičare

7. Proračun nosača naprezanih poprečnim silama

Značenje indeksa. Konvencija o predznaku napona

1 Promjena baze vektora

10. STABILNOST KOSINA

5. PREDAVANJE ČISTO KOSO SAVIJANJE EKCENTRIČNO NAPREZANJE OTPORNOST MATERIJALA I

PRESECI SA PRSLINOM - VELIKI EKSCENTRICITET

KONVEKSNI SKUPOVI. Definicije: potprostor, afin skup, konveksan skup, konveksan konus. 1/5. Back FullScr

J. Brnić & G. Turkalj: Nauka o čvrstoći I, Tehnički fakultet Sveučilišta u Rijeci, Rijeka, 2004.

(P.I.) PRETPOSTAVKA INDUKCIJE - pretpostavimo da tvrdnja vrijedi za n = k.

konst. Električni otpor

Matematika 1 - vježbe. 11. prosinca 2015.

DISKRETNA MATEMATIKA - PREDAVANJE 7 - Jovanka Pantović

6 Primjena trigonometrije u planimetriji

OTPORNOST MATERIJALA

4. STATIČKI PRORAČUN STUBIŠTA

MATEMATIKA Pokažite da za konjugiranje (a + bi = a bi) vrijedi. a) z=z b) z 1 z 2 = z 1 z 2 c) z 1 ± z 2 = z 1 ± z 2 d) z z= z 2

MATRICE I DETERMINANTE - formule i zadaci - (Matrice i determinante) 1 / 15

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

Konstruisanje. Dobro došli na... SREDNJA MAŠINSKA ŠKOLA NOVI SAD DEPARTMAN ZA PROJEKTOVANJE I KONSTRUISANJE

SEMINAR IZ KOLEGIJA ANALITIČKA KEMIJA I. Studij Primijenjena kemija

Proizvoljno opterećenje tijela može zahtijevati složenu analizu naprezanja i deformacija,

IZVODI ZADACI (I deo)

Numerička matematika 2. kolokvij (1. srpnja 2009.)

Računarska grafika. Rasterizacija linije

BETONSKE KONSTRUKCIJE. Program

7 Algebarske jednadžbe

BETONSKE KONSTRUKCIJE. Program

Ĉetverokut - DOMAĆA ZADAĆA. Nakon odgledanih videa trebali biste biti u stanju samostalno riješiti sljedeće zadatke.

1 UPUTSTVO ZA IZRADU GRAFIČKOG RADA IZ MEHANIKE II

4. STATIČKI PRORAČUN STUBIŠTA

Dimenzionisanje štapova izloženih uvijanju na osnovu dozvoljenog tangencijalnog napona.

PRESECI SA PRSLINOM - VELIKI EKSCENTRICITET

Apsolutno neprekidne raspodele Raspodele apsolutno neprekidnih sluqajnih promenljivih nazivaju se apsolutno neprekidnim raspodelama.

FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila. Teorija kretanja drumskih vozila Vučno-dinamičke performanse vozila: MAKSIMALNA BRZINA

Pismeni ispit iz matematike GRUPA A 1. Napisati u trigonometrijskom i eksponencijalnom obliku kompleksni broj, zatim naći 4 z.

PRILOG. Tab. 1.a. Dozvoljena trajna opterećenja bakarnih pravougaonih profila u(a) za θ at =35 C i θ=30 C, (θ tdt =65 C)

INTEGRALNI RAČUN. Teorije, metodike i povijest infinitezimalnih računa. Lucija Mijić 17. veljače 2011.

Transcript:

SVEUČILIŠTE JOSIPA JURJA STROSSMAYERA U OSIJEKU GRAĐEVINSKI FAKULTET ZAVRŠNI RAD Osijek, 15. rujan 2017. Ivan Kovačević

SVEUČILIŠTE JOSIPA JURJA STROSSMAYERA U OSIJEKU GRAĐEVINSKI FAKULTET ZAVRŠNI RAD TEMA: NAPREZANJA RAVNOG ŠTAPA PRI SAVIJANJU Osijek, 15. rujan 2017. Ivan Kovačević

SVEUČILIŠTE JOSIPA JURJA STROSSMAYERA U OSIJEKU ZNANSTVENO PODRUČJE: ZNANSTVENO POLJE: ZNANSTVENA GRANA: TEMA: PRISTUPNIK: NAZIV STUDIJA: TEHNIČKE ZNANOSTI TEMELJNE TEHNIČKE ZNANOSTI TEHNIČKA MEHANIKA NAPREZANJA RAVNOG ŠTAPA PRI SAVIJANJU PREDDIPLOMSKI SVEUČILIŠNI STUDIJ Tekst zadatka U radu treba analizirati utjecaj momenta savijanja i poprečne sile na naprezanje ravnog štapa. Štap treba biti konstantne krutosti, dvoosno ili jednoosno simetričnog poprečnog presjeka. U uvodu treba opisati problem, u teoretskom dijelu dati osnovnu analizu i prikaz izraza za izračun zadanog problema. Riješiti zadane primjere. Rad treba sadržavati sažetak na izvornom jeziku. Rad treba predati u 3 primjerka (original + 2 kopije), spiralno uvezana u A4 formatu i cjelovitu elektroničku datoteku na CD-u. Osijek, 15. lipanj 2017. Mentor/ica: Predsjednik/ica Odbora za završne i diplomske ispite: izv.prof.dr.sc. Mirjana Bošnjak-Klečina izv.prof.dr.sc. Mirjana Bošnjak-Klečina

SADRŽAJ 1. SAŽETAK...2 2. UVOD...3 3. POJAM SAVIJANJA...4 4. ČISTO SAVIJANJE...5 5. SAVIJANJE SILAMA...10 6. RIJEŠENI PRIMJERI...14 7. TABLIČNI PRIKAZ NAPREZANJA...34 8. ZAKLJUČAK...35 9. LITERATURA...36 1

1. SAŽETAK Tema ovog rada je utjecaj momenta savijanja i poprečne sile na naprezanje ravnog štapa koji je konstantne krutosti. Obuhvaćeni su jednoosno i dvoosno simetrični poprečni presjeci. U teoretskom dijelu su prikazane osnovne analize i izvodi za izračun zadanog problema. Riješeno je nekoliko primjera u kojima su izračunata normalna i posmična naprezanja u zadanim točkama poprečnog presjeka. Ključne riječi: moment savijanja, poprečna sila, normalno naprezanje, posmično naprezanje. 2

2. UVOD Savijanje nastaje zbog okomitog djelovanja opterećenja na uzdužnu os nosača. Pri savijanju se ravni štapovi zakrivljuju, a zakrivljeni štapovi mijenjaju svoju zakrivljenost. Razlikuje se čisto savijanje i savijanje silama. Kod čistog savijanja, sve su komponente unutrašnjih sila jednake nuli osim momenta savijanja. Kod savijanja silama, pojavljuje se još i poprečna sila zbog koje nastaje smicanje. Prilikom djelovanja opterećenja na nosač, unutar njega dolazi do naprezanja. Naprezanje je unutarnja sila koja je raspodijeljena po jedinici površine nekog čvrstog tijela koja se javlja kao reakcija na djelovanje vanjskih sila ili promjene temperature. Razlikujemo normalna i posmična naprezanja. Normalnih naprezanja nema u neutralnoj osi, dok se maksimalna normalna naprezanja, koja nastaju uslijed djelovanja momenta savijanja, nalaze u točki koja je najudaljenija od neutralne osi. Normalna naprezanja se mijenjaju linearno po visini poprečnog presjeka. Raspodjela normalnih naprezanja ovisi o obliku poprečnog presjeka. Posmična naprezanja, koja nastaju zbog djelovanja poprečne sile, maksimalnu vrijednost imaju u neutralnoj osi.raspodjela posmičnih naprezanja ovisi o obliku poprečnog presjeka. U praktičnom dijelu su u zadanim nosačima određeni dijagrami unutarnjih sila i zatim je proveden izračun normalnih i posmičnih naprezanja na zadanim poprečnim presjecima te je tablično prikazan raspored naprezanja u zadanim točkama. 3

3. POJAM SAVIJANJA Slika 3.1. Element opterećen momentima savijanja [6] Na (slici 3.1.) se nalazi element kojem se uzdužna os iskrivljuje pod djelovanjem opterećenja, odnosno mijenja se zakrivljenost osi elementa. Zbog te zakrivljenosti se u unutarnjem presjeku elementa, pored momenta savijanja, pojavljuje još i poprečna sila [1]. Razlikujemo tri vrste savijanja: čisto savijanje u poprečnom presjeku elementa se pojavljuje samo moment savijanja savijanje silama u poprečnom presjeku elemnta se pojavljuje i poprečna sila pored momenta savijanja koso savijanje nastaje kada vektor rezultirajućeg momenta savijanja vanjskih sila ne djeluje samo oko jedne od glavnih osi tromosti poprečnog presjeka elementa. 4

4. ČISTO SAVIJANJE Slika 4.1. Čisto savijanje [4] Za čisto savijanje vrijede sljedeće pretpostavke: a) Bernoullieva hipoteza tj. hipoteza ravnih presjeka b) Hookeov zakon koji kaže da su normalna naprezanja proporcionalna deformacijama do granice proporcionalnosti c) Homogenost i izotropnost materijala d) Uzajamno djelovanje sila ne postoji među uzdužnim vlaknima Uzdužna vlakna na konkavnoj strani štapa se skraćuju, a na konveksnoj se strani produljuju (slika 4.1). Sloj čija se vlakna savijaju i zadržavaju svoju prvobitnu duljinu se zove neutralna os. Položaj neutralne osi je određen točkama u kojima je σ x = 0. Te točke dijele poprečni presjek na dva dijela: vlačni i tlačni pojas. Po visini presjeka deformacije se mijenjaju linerano, a po širini presjeka su konstantne. 5

Slika 4.2. Presjek štapa [1] Za promatrani štap vrijede sljedeći uvjeti ravnoteže: F x =0; M x =0; F y =0; M x =0; F z =0; M Z =0; Slika 4.3. Element izložen savijanju [1] Oblik elementa do deformacije i nakon nje je prikazan na slici 4.3. Uočljivo je da relativno produljenje vlakna AB na udaljenosti z od neutralnog sloja iznosi: 6

Normalna naprezanja u smjeru okomito na os iznose nula. Vlakno AB je u stanju vlačnog naprezanja. Prema Hookeu vrijedi: Uvrštavanjem navedenog izraza u prije dobivene jednadžbe dobivamo: z da je statički moment presjeka s obzirom na os y. Budući da je jednak nuli, znači da neutralna os y prolazi kroz težište poprečnog presjeka i tada vrijedi: Centrifugalni moment z yda je jednak nuli, što znači da moment djeluje u ravnini koja prolazi kroz jednu od glavnih osi. 7

1 ρ predstavlja zakrivljenost neutralnog sloja štapa koji se naziva progibna linija štapa ili elastična linija. Kombinirajući izraze: Dobijemo konačni izraz za normalna naprezanja koja nastaju uslijed djelovanja momenta savijanja u svakoj točki poprečnog presjeka: gdje je: M moment savijanja Iy moment tromosti presjeka z udaljenost točke od težišta Posmičnih naprezanja nema jer se u poprečnom presjeku ne javlja poprečna sila (T=0). Proračun čvrstoće se provodi tako da se maksimalno normalno naprezanje usporedi sa dopuštenim naprezanjem. Uvjet glasi da dopušteno naprezanje mora biti veće od maksimalnog normalnog: 8

Primjer raspodjele normalnih naprezanja po simetričnom jednoosnom (slika 4.4.) i dvoosnom (slika 4.5.) poprečnom presjeku: Slika 4.4. Izrazi za proračun naprezanja kod jednoosno simetričnog poprečnog presjeka: W y uk =W y g +W y d σ g max = % &'( + σ d max = % &'( ) * ), * Slika 4.5. Izrazi za proračun naprezanja kod dvoosno simetričnog poprečnog presjeka: σ max = % &'( - * x z z=. / σ max = % &'( ) * W y g =W y d 9

5. SAVIJANJE SILAMA Promatramo ravni štap konstantne krutosti koji ima najmanje jednu os simetrije (slika 5.1.) Slika 5.1. Presjek štapa [1] Kod savijanja silama, vrijede sljedeće pretpostavke: a) između vlakana ne postoje unutarnje sile u pravcu normala na vlakna b) progibi su minimalni c) vrijedi linearni zakon za normalna naprezanja po visini poprečnog presjeka uslijed djelovanja momenta savijanja. Budući da uz moment savijanja djeluje jos i poprečna sila, pojavljuju se i posmična naprezanja τ xy i τ xz. Vrijede sljedeći uvjeti ravnoteže (slika 5.2): Slika 5.2. Presjek elementa [1] 10

F x =0; M x =0; F y =0; M x =0; F z =0; M Z =0; Izraz za naprezanje (σ x = % x z) dobiveni za čisto savijanje u potpunosti vrijede i u slučaju savijanja -0 silama. Ako se poprečna sila mijenja uzduž promatranog dijela štapa (slika 5.2.), iskrivljenje poprečnih presjeka na tom dijelu štapa će biti različito. Produljenje uzdužnih vlakana ovisi o iskrivljenju poprečnih presjeka. Kako u susjednim presjecima djeluju poprečne sile različite veličine, u tim presjecima će posmična naprezanja biti različita. Zbog te razlike posmičnih naprezanja, pojavljuju se normalna naprezanja koja izražavaju međusobno djelovanje uzdužnih vlakana. [1] Slika 5.3. Izdvojeni element štapa [1] Na izdvojenom elementu štapa (slika 5.3.) djeluju sile u lijevom i desnom presjeku, kao i normalna i posmična naprezanja. Slika 5.4. Element raspolovljen po uzdužnoj osi [1] 11

Uz pretpostavku da su posmična naprezanja raspoređena jednoliko po širini presjeka (slika 5.4.), postavljamo sljedeće jednadžbe ravnoteže: Uz izraze σ x = % -0 i A 1=A 2 dobijemo: A budući da vrijedi: Dobijemo: gdje je: T z poprečna sila S y statički moment b širina presjeka Iy moment tromosti presjeka Maksimalna vrijednost posmičnog naprezanja se javlja u visini neutralne osi i raspodjela posmičnih naprezanja ovisi o obliku poprečnog presjeka. 12

Prilikom dimenzioniranja nosača opterećnog na savijanje silama, mora biti zadovoljen sljedeći uvjet: Primjeri raspodjele posmičnih naprezanja na jednoosno (slika 5.5) i dvoosno (slika 5.6.) simetričnom poprečnom presjeku: Slika 5.5. Slika 5.6. Izraz za proračun posmičnih naprezanja na navedenim simetričnim poprečnim presjecima: 13

6. RIJEŠENI PRIMJERI Zadatak 1. Za nosač prikazan na slici, treba odrediti maksimalna naprezanja u točkama 1,2 i 3 zadanog poprečnog presjeka. Nacrtati dijagrame unutarnjih sila i raspodjelu pripadajućih naprezanja. Izrada: Dijagram unutarnjih sila Reakcije: M A =0; R C x 4-30x4x2-30x5=0; R C = 97,5 kn M C =0; -R A x 4+30x4x2-30x1=0; R A = 52,5 kn Momenti: M l B =52,5x2-30x2x1; M l B =M max =45 knm M d C =-30x1; M d C = -30 knm Vertikalne sile: V A =R A ; V A = 52,5 kn V l C =52,5-30x4; V l C = -67,5 kn V d C =-67,5+97,5; V d C = 30 kn 14

Raspodjela naprezanja: 15

Proračun naprezanja: Površina poprečnog presjeka: A=15x2,5+ 25x2,5+ 15x2,5= 137,5 cm 2 Maksimalne unutarnje sile: M y =46 knm= 4 600 kncm T z =67,5 kn Moment tromosti presjeka: Iy= 2x( 123/,25 +15x2,5x13,75 2 )+ /,23/25 1/ 1/ Iy=17 473,95 cm 4 Statički moment presjeka: S 2 = 15x2,5x13,75 + 12,5x2,5x6,25 S 2 =710,93 cm 3 S 3 =15x1,5x14,25 S 3 =320,625 cm 3 Normalna naprezanja: Točka 1: σ x = 78 9: ;<< x z = -0 1= :=>,?2 x15 Točka 2: σ x = 0 σ x = -3,94 kn/cm 2 Točka 3: σ x = 78-0 x z = : ;<< 1= :=>,?2 x 13,5 σ x = 3,55 kn/cm 2 Posmična naprezanja: Točak 1: τ xz =0 16

Točka 2: τ xz = @A 3 B0-0 3 C τ xz = 1,098 kn/cm 2 = ;=,2 3 =1<,?> 1= :=>,?2 3 /,2 Točka 3: τ xz = @A 3 B0-0 3 C = ;=,2 3 >/<,;/2 1= :=>,?2 3 12 τ xz = 0,0825 kn/cm 2 17

Zadatak 2. Za nosač prikazan na slici, treba odrediti maksimalna naprezanja u točkama 1,2 i 3 zadanog poprečnog presjeka. Nacrtati dijagrame unutarnjih sila i raspodjelu pripadajućih naprezanja. Izrada: Dijagram unutarnjih sila Reakcije: M B =0; R D x 4-30x1-40x4x2-30x5=0; R D = 110 kn M D =0; -R B x 4+30x5+40x4x2-30x1=0; R B = 110 kn Momenti: M l B =-30x1; M l B = -30 knm M l C =-30x3+110x2-40x2x1; M l C =M max = 50 knm M l D =-30x1; M l D = -30 knm Vertikalne sile: V A =-F; V A = -30 kn V B =-30+110; V B =80 kn V l D =80-40x4; V l D = -80 kn V d D =-80+110; V d D = 30 kn 18

Raspodjela naprezanja: 19

Proračun naprezanja: Površina poprečnog presjeka: A=3x12+3x8=60 cm 2 Težište poprečnog presjeka: T y = 4 cm T z = >31/3;DE3>31>,2 = 9 cm ;< Maksimalne unutarnje sile: M y =50 knm= 5000 kncm T z =80 kn Moment tromosti presjeka: Iy= >31/5 1/ +3x12x32 + E3>5 1/ +8x3x4,52 Iy= 1260 cm 4 Statički moment presjeka: S 2 = 8x3x4,5+3x3x1,5 S 2 = 121,5 cm 3 S 3 =4x3x7 S 3 = 84 cm 3 Normalna naprezanja: Točka 1: σ x = 78 <<< x z =92-0 1/;< x6 Točka 2: σ x =0 σ x = -23,8 kn/cm 2 20

Točka 3: σ x = 78 <<< x z =2-0 1/;< x5 σ x = 19,84 kn/cm 2 Posmična naprezanja: Točka 1: τ xz =0 Točka 2: τ xz = Točka 3: τ xz = @A 3 B0-0 3 C = E< 3 1/1,2 1/;< 3 > τ xz = 2,57 kn/cm 2 @A 3 B0-0 3 C = E< 3 E: 1/;< 3 > τ xz = 1,777 kn/cm 2 21

Zadatak 3. Za nosač prikazan na slici, treba odrediti maksimalna naprezanja u točkama 1,2 i 3 zadanog poprečnog presjeka. Nacrtati dijagrame unutarnjih sila i raspodjelu pripadajućih naprezanja. Izrada: Dijagram unutarnjih sila Reakcije: M d B =0; -R E x 4+40x1+50x4x2+40x5=0; R E = 160 kn Fy=0; R A -40-50x5+160-40=0; R A =170 kn Momenti: M E =0; -M A -170x5+40x3+50x5x2,5-40x1=0; M A = M max = -145 knm 30:m=120:(3-m) 150m=90 m=0,6 M l C =170x2-145-50x2x1; M l C = 95 knm M d D -40x3,4+160x2,4-50x2,4x1x2; M d D =104 knm M d E =-40x1; M d E = -40 knm 22

Vertikalne sile: V A =R A ; V l C =170-50x2; Vc d =70-40; V l E =30-50x3; V d E =-120+160; V A = 170 kn V l C =70 kn V d C =30 kn V l E = -120 kn V d E = 40 kn 23

Raspodjela naprezanja: Proračun naprezanja: Površina poprečnog presjeka: A=2x(3x17)+20x3=162 cm 2 Težište poprečnog presjeka: T y = 4 cm T z = /<3>31E,2D/31=3>3E,2 = 12,2 cm 1;/ Maksimalne unutarnje sile: M y =145 knm= 14 500 kncm T z =170 kn Moment tromosti presjeka: Iy= 2x( >31=5 1/ +3x17x3,72 )+ /<3>5 1/ +20x3x6,32 Iy= 6279,28 cm 4 Statički momet presjeka: S 2 = 20x3x6,3 24

S 2 = 378 cm 3 S 3 =2x(3x12,2x6,1 S 3 = 446,52 cm 3 Normalna naprezanja: Točka 1: σ x = 78 2<< x z =91: -0 ;/=?,/E x7,8 σ x = -18 kn/cm 2 Točka 2: σ x = 78 1: 2<< x z = -0 ;/=?,/E x4,8 Točka 3: σ x =0 σ x = -11 kn/cm 2 Posmična naprezanja: Točka 1: τ xz =0 Točka 2: τ xz gore = Točka 2: τ xz dolje = Točka 3: τ xz = @A 3 B0-0 3 C = 1=< 3 >=E ;/=?,/E 3 /< τ xz gore = 0,511 kn/cm 2 @A 3 B0-0 3 C τ xz dolje = 1,7 kn/cm 2 @A 3 B0-0 3 C τ xz = 2,01 kn/cm 2 = 1=< 3 >=E ;/=?,/E 3 ; = 1=< 3 ::;,2/ ;/=?,/E 3 ; 25

Zadatak 4. Za nosač prikazan na slici, treba odrediti maksimalna naprezanja u točkama 1,2 i 3 zadanog poprečnog presjeka. Nacrtati dijagrame unutarnjih sila i raspodjelu pripadajućih naprezanja. Izrada: Dijagram unutarnjih sila Reakcije: M A =0; R C x 3-40x3x1,5-20x4-50=0; R C = 103,33 kn M C =0; -R A x 3+40x3x1,5-50-20x1=0; R A = 36,66 kn Momenti: M d C =-50-20x1; M d C =M max = 70 knm Vertikalne sile: V A =R A ; V A = 36,66 kn V l C =36,66-40x3; V l C = -83,33 kn V d C =-83,33+103,33; V d C = 20 kn 26

Raspodjela naprezanja: 27

Proračun naprezanja: Površina poprečnog presjeka: A=12x16-6x10=132 cm 2 Težište poprečnog presjeka: T y =6 cm T z =8 cm Maksimalne unutarnje sile: M y =70 knm= 7 000 kncm T z =83,33 kn Moment tromosti presjeka: Iy= 2x( 1/3>5 1/ +12x3x6,52 )+2x( 3x103 12 ) Iy= 3 596 cm 4 Statički moment presjeka: S 2 = 3x12x6,5+2x3x5x2,5 S 2 = 309 cm 3 S 3 =12x2x7 S 3 = 168 cm 3 Normalna naprezanja: Točka 1: σ x = 78-0 x z =9=<<< > 2?; x8 Točka 2: σ x =0 σ x = -15, 57 kn/cm 2 28

Točka 3: σ x = 78-0 x z ==<<< > 2?; x6 σ x = 11,67 kn/cm 2 Posmična naprezanja: Točka 1: τ xz =0 Točka 2: τ xz = Točka 3: τ xz = @A 3 B0-0 3 C = E>,>> 3 ><? > 2?; 3 ; τ xz = 1,193 kn/cm 2 @A 3 B0-0 3 C = E>,>> 3 1;E > 2?; 3 1/ τ xz = 0,324 KN/cm 2 29

Zadatak 5. Za nosač prikazan na slici, treba odrediti maksimalna naprezanja u točkama 1,2 i 3 zadanog poprečnog presjeka. Nacrtati dijagrame unutarnjih sila i raspodjelu pripadajućih naprezanja. Izrada: Dijagram unutarnjih sila Reakcije: M A =0; R C x 4-30x2-40x5x2,5-30x5=0; R C = 177,5 kn M C =0; -R A x 4+40x4x2-40x1x0,5+30x2-30x1=0; R A = 82,5 kn Momenti: M l B =-40x2x1+82,5x2; M l B = M max =85 knm M d C =--30x1-40x1x0,5; M d C = -50 knm Vertikalne sile: V A =R A ; V A = 82,5 kn V l B =82,5-40x2; V l B = 2,5 kn V d B =2,5-30; V d B = -27,5 kn V l C =-27,5-40x2; V l C = -107,5 kn V d C =-107,5+177,5; V d C = 70 kn 30

Raspodjela naprezanja: 31

Proračun naprezanja: Površina poprečnog presjeka: A=2x20x2+30x4=200 cm 2 Težište poprečnog presjeka: T y =15 cm T z = ><3:3//D/3/3/<31< =17,2 cm /<< Maksimalne unutarnje sile: M y =85 knm= 8 500 kncm T z =107,5 kn Moment tromosti presjeka: Iy= 2x( /3/<5 1/ +2x20x7,22 )+ ><3:5 +30x4x4,8 2 1/ Iy= 9 738,66 cm 4 Statički moment presjeka: S 2 = 30x4x4,8+2x2x2,8x1,4 S 2 = 591,68 cm 3 S 3 =2x2x4x15,2=243,2cm 3 S 3 = 243,2 cm 3 Normalna naprezanja: Točka 1: σ x = 78 9E 2<< x z = -0? =>E,;; x6,8 Točka 2: σ x =0 σ x = -5,93 kn/cm 2 32

Točka 3: σ x = 78-0 x z = E 2<<? =>E,;; x13,2 σ x = 11,52 kn/cm 2 Posmična naprezanja: Točka 1: τ xz =0 Točka 2: τ xz = Točka 3: τ xz = @A 3 B0-0 3 C τ xz = 1,63 kn/cm 2 @A 3 B0-0 3 C τ xz =0,67 kn/cm 2 = 1<=,2 3 2?1,;E?=>E,;; 3 : = 1<=,2 3 /:>,/?=>E,;; 3 : 33

7. TABLIČNI PRIKAZ NAPREZANJA 34

8. ZAKLJUČAK Zadatak mog završnog rada je bio analizirati utjecaj momenta savijanja i poprečne sile na naprezanje ravnog štapa kod jednoosnog i dvoosnog simetričnog poprečnog presjeka. U zadanim poprečnim presjecima su proračunata pripadajuća normalna i posmična naprezanja. Vidljivo je da normalna naprezanja uslijed djelovanja momenta savijanja ne zavise od oblika poprečnog presjeka, dok poprečna naprezanja, uslijed djelovanja poprečne sile, zavise od oblika poprečnog presjeka. Dobiveni rezultati su prikazani tablično. Prilikom izgradnje konstrukcije, izuzetno je važno poznavati karakteristike materijala i oblike poprečnog presjeka kako bi se postigla najbolja iskoristivost i kvaliteta sa što manjim utroškom materijala. 35

9. LITERATURA [1] Šimić, V. : Otpornost materijala 1, Školska knjiga, Zagreb, 1992 [2] Alfirević, I. : Nauka o čvrstoći 1, Tehnička knjiga d.d., Zagreb, 1989 [3] http://maeresearch.ucsd.edu/~vlubarda/research/pdfpapers/vlubarda-otpornost.pdf [4] https://dr.nsk.hr/islandora/object/gfos%3a474/datastream/pdf/view [5] https://hr.wikipedia.org/wiki/nauka_o_%c4%8dvrsto%c4%87i [6] https://www.fer.unizg.hr/_download/repository/uvod_u_teoriju_elasticnosti.pdf 36