7. Omówić metody wyznaczania sił wewnętrznych w płaskich układach kratowych
Przyjmuje się, że w prętach kratownicy powstają tylko siły normalne (podłużne), działające wzdłuż osi pręta i stałe na całej jego długości. Siły dodatnie powodują rozciąganie kratownicy, a ujemne ściskanie. Momenty zginające i siły tnące są zawsze równe zero.
1. Metoda równoważenia węzłów
W pierwszym etapie analizy wyznaczamy składowe reakcji podporowych z odpowiednich równań równowagi zapisanych do całej kratownicy (podobnie jak dla belek lub ram). Następnie obliczamy niewiadome siły w prętach, z równań równowagi poszczególnych węzłów. Obliczenia rozpoczynamy od węzła, w którym występują co najwyżej dwie nieznane siły. Przechodząc do kolejnych węzłów, możemy wyznaczyć siły normalne.
2. Metoda przekrojów (Rittera)
Umożliwia wyznaczenie sił w dowolnych prętach kratownicy. W odróżnieniu od metody równoważenia węzłów, nie musimy wykonywać obliczeń dla całości kratownicy, przechodząc kolejno od węzła do węzła. Metodę Rittera można zastosować jednak wyłącznie dla przekrojów kratownic zawierających co najwyżej trzy pręty, których kierunki nie przecinają się w jednym punkcie.
(przykłady dla obu metod i dokładniejszy komentarz znajdują się w wykładzie 6 z Mechaniki Ogólnej, dostępnym na oknie, strony .pdf od 10 do końca)
8. Wymienić, jakie cechy materiałowe są stałe, niezależne od gatunku stali
- moduł sprężystości podłużnej E=210000 [N/mm2]
- moduł sprężystości poprzecznej G=81000 [N/mm2]
- współczynnik Poissona ν=0,3
- współczynnik rozszerzalności cieplnej αT=12*10-6 [1/K]
- ciężar objętościowy ρ=78,5 kN/m3
9. Wymienić i krótko scharakteryzować właściwości mechaniczne stali
- Wytrzymałość - jest to wartość naprężenia, po którego przekroczeniu następuje zniszczenie materiału pod obciążeniem statycznym. Ustalamy ją na podstawie próby na rozciąganie i na jej podstawie wnioskujemy o wytrzymałości stali na rozciąganie, ściskanie, zginanie i ścinanie.
- Sprężystość - jest to zdolność do odzyskiwania pierwotnych wymiarów i kształtu po usunięciu obciążenia zewnętrznego powodującego odkształcenie.
Zależność między naprężeniem σ a wydłużeniem jednostkowym ε charakteryzuje współczynnik sprężystości podłużnej E.
- Plastyczność - jest to zdolność materiału do odkształceń pod wpływem działania obciążeń zewnętrznych i zachowania nowych kształtów po usunięciu tych obciążeń.
Granica plastyczności stali Re jest to naprężenie przy próbie rozciągania, przy którym następuje wyraźny przyrost wydłużenia półki plastycznej na wykresie σ - ε.
- Udarność - jest to zdolność do przenoszenia obciążeń pod uderzeniem. Mierzymy ją pracą potrzebną do złamania jednym uderzeniem próbki o określonym kształcie i o określonych wymiarach.
- Twardość - jest to odporność stali na odkształcenia trwałe podczas działania skupionego nacisku na powierzchnię tego materiału.
Twardość stali zwiększa się wraz ze wzrostem zawartości węgla, manganu, chromu i niklu.
- Ciągliwość - umożliwia walcowanie, wyginanie, prostowanie i skręcanie stali (bez zniszczenia materiału).
Ciągliwość jest przeciwieństwem kruchości, a miarą ciągliwości jest wydłużenie A5 próbki przed zerwaniem, wyrażone w procentach.
- Spawalność - umożliwia łączenie elementów stalowych za pomocą spawania.
Spawalność zależy m.in. od składu chemicznego i struktury stali. Stal łatwo spawalna zawiera nie więcej, niż 0,2% węgla.
paulina-19d