3 voorbeelden van buigspanning: gedetailleerde feiten

Dit artikel gaat over voorbeeld van buigspanning. Wanneer een object buigt als gevolg van de erop uitgeoefende spanning, wordt de overeenkomstige spanning buigspanning genoemd.

De kromtestraal is een visueel bewijs dat het object zich in de staat van buiging bevindt. Buigen kan leiden tot mechanisch falen van mechanisch gereedschap. De gereedschappen kunnen breken als gevolg van overmatig buigen en daarom is het erg belangrijk om te weten hoeveel buigspanning wordt uitgeoefend.

Wat bedoel je met buigen?

Zoals besproken in de bovenstaande sectie, wanneer een object kromt vanwege de erop uitgeoefende spanning, wordt er gezegd dat het object buigt.

De hoeveelheid buiging die plaatsvindt, hangt af van de stijfheid van het materiaal en de spanning die op het materiaal wordt uitgeoefend. Als het materiaal minder stijf is en er meer spanning wordt uitgeoefend, zal het meer buigen en een grotere kans op breuk hebben.

Buigspanning formule

Spanning kan worden gedefinieerd als de kracht die wordt uitgeoefend op een oppervlakte-eenheid van het werkstuk. Verbuiging spanning is de spanning die per oppervlakte-eenheid werkt en verantwoordelijk is voor het buigen of buigen van het werkstuk.

De buigspanning is afhankelijk van het buigmoment, het traagheidsmoment en de afstand vanaf de neutrale as waar de belasting wordt uitgeoefend. De formule voor buigspanning kan als volgt worden gegeven-

σ = MIJN/I

Waar,

sigma is buigspanning

M is buigend moment

Ik is een traagheidsmoment

Y is de afstand tot de neutrale as

Wat is een buigmoment?

Buigmoment is de reactie die in het werkstuk wordt geïnduceerd wanneer er een externe kracht op wordt uitgeoefend. Het buigend moment op een sectie van de balk kan worden gedefinieerd als de som van alle buigende momenten die langs dat punt werken.

Positief buigend moment veroorzaakt doorhangen en negatief buigend moment veroorzaakt vastlopen. Het punt waar het buigmoment verandert van negatief naar positief of vice versa, wordt het contraflexuurpunt genoemd.

Buigstress voorbeeld in het dagelijks leven

Omgaan met buigspanning in de mechanische industrie is een dagelijkse taak. Laten we voorbeelden bekijken van buigspanning die we in het dagelijks leven zien.

  • Verbuiging van de hanger door het gewicht van de kleding.
  • Doorbuiging van de ventilatorpropeller aan het uiteinde door eigen gewicht.
  • Doorbuigen van gordijnroede door gewicht gordijn.
  • Haar werkt als cantilever, wanneer we ons haar kammen, oefenen we buigspanning op het haar uit.
  • Vouwen van papier in origami.
  • Het breken van biscuit in twee helften is een gevolg van overmatige buigspanning.

Voorbeeld maximale buigspanning

Laten we aannemen dat de onderstaande gegevens

Buigend moment, M= 50,000 Nm

Afstand van neutrale as, y= 0.2169m

Traagheidsmoment, I=4.74 x 10^-4 m^4

Laten we nu de buigspanning berekenen uit de bovenstaande gegevens.

Formule voor het vinden van buigspanning is-

σ = MIJN/I

Als we de waarden in de formule substitueren, krijgen we

Buigspanning = 22.815 MPa

Wat is een vrijdragende balk?

Een vrijdragende balk is een type structureel element dat aan het ene uiteinde stevig wordt ondersteund en aan het andere uiteinde vrij is. De ondersteuning kan een vlakke wand zijn of een stevig vastgezette verbinding.

Een vrijdragende balk heeft een moment en twee reactiekrachten aan het vaste uiteinde, op het vrije uiteinde werkt geen reactiekracht. Bij het oplossen van de problemen met betrekking tot vrijdragende balken, passen we evenwichtsomstandigheden toe om de reactiekrachten en het moment te vinden.

voorbeeld van buigspanning
Afbeelding: Cantilever beam diagram
Afbeelding credits: mecanismo at Engelse WikipediaCantilever voorbeeldenCC BY-SA 3.0

Voorbeelden van vrijdragende balk

Een vrijdragende balk is niets anders dan een balk die zich uitstrekt van een vaste steun naar een vrij uiteinde. De voorbeelden van cantilever beam zijn als volgt-

  • Brug in aanbouw.
  • Balkons die uit de kamers steken.
  • Gebouw is een voorbeeld van een uitkraging met een vast uiteinde op de grond en een vrij uiteinde is de bovenste verdieping.
  • Vleugels van een vliegtuig.

Voorbeeld van buigspanning van cantileverbalk

Laten we uitgaan van de volgende gegeven gegevens voor een vrijdragende balk-

Buigend moment, M= 1962 N-mm

Sectiemodulus, Z= 12mm^3

De buigspanning kan worden gegeven door de formule-

σ = M/Z

Als we alle waarden in de bovenstaande formule vervangen, krijgen we,

Buigspanning = 163.5 MPa

Gecombineerde axiale en buigspanning

Wanneer zowel axiale spanning als buigspanning worden toegepast, ervaart het systeem vervorming in zowel het longitudinale als het vlak loodrecht op het longitudinale vlak.

Om de gecombineerde spanning op het werkstuk te berekenen, wordt de volgende formule gebruikt-

Voor samendrukkende axiale kracht en buig-

gif

Voor trek-axiale kracht en buig-

gif

Het eerste deel van de formule stelt de axiale spanning voor en het laatste deel de buigspanning.

Voorbeeld van gecombineerde axiale en buigspanning

Laten we uitgaan van de volgende gegevens voor een werkstuk dat zowel axiale als buigspanning ondervindt:

Dwarsdoorsnede, A=8000mm^2

Buigend moment, M= 12800kN-mm

Sectiemodulus, Z= 266666.67 mm^3

Belasting, P= 256kN

We berekenen de buigspanning van de formule hierboven gegeven

Vervanging van de waarden die we krijgen,

Buigspanning = 80 Mpa

Wat is een eenvoudig ondersteunde balk?

Een eenvoudig ondersteunde balk is een structureel element dat aan het ene uiteinde is bevestigd en aan het andere uiteinde wordt ondersteund door een rol. Een rol staat slechts beweging in één richting toe en beperkt beweging in een andere.

In tegenstelling tot vrijdragende balken, heeft de eenvoudig ondersteunde balk een reactiekracht die werkt aan het uiteinde tegenover het vaste uiteinde. De voorbeelden van eenvoudig ondersteunde balken zijn onder meer een spantstructuur, bruggen enz.