Příklad 7.
Mějme kompozitní nosník - tzv. bimetal - složený ze dvou částí z různých materiálů podle obr. 1. Určeme napětí a deformaci, ohřeje-li se celý nosník o teplotu . Předpokládejme stejný průřez obou částí, moduly pružnosti a součinitele teplotní roztažnosti
Obr. 1
Řešení: Po zahřátí se nosník prohne, průhybová čára bude kružnice. Předpokládejme, že zakřivení společné plochy bude , dále předpokládejme, že vlivem ohřátí se společná plocha roztáhne v osovém směru o
Ve vzdálenosti z od této plochy bude osové prodloužení rovno (obr. 2)
Obr. 2
Osové prodloužení v jednotlivých částech nosníku bude
dosadíme-li do levé strany těchto rovnic za máme pro napětí vztahy
Z podmínky rovnováhy sil v průřezu vyjde:
Z podmínky rovnováhy momentů vyjde
Do rovnic dosadíme vztahy pro napětí.
Z těchto rovnic vyjádříme prodloužení a zakřivení společné plochy a po dosazení do vztahů pro napětí získáme napětí v každé části bimetalu.
Průhyb bimetalu závisí slabě na poměru , avšak je silně ovlivněn rozdílem teplotních roztažností . Položíme-li přibližně , pak dostáváme
a napětí budou
zpracoval:Miroslav Denk
|