Křivý prut a nosník namáhané na ohyb
Dáno:
Soustava těles (křivý prut a nosník) je zatížena veličinami
Určit: Reakce v uloženích.
|
|
Obr. 1 |
Řešení:
|
|
Obr. 2 |
Na obr. 2 jsou zakresleny reakce v uloženích působící na jednotlivá tělesa
Rovnice rovnováhy jednotlivých těles :
|
(1) |
|
(2) |
|
(3) |
|
(4) |
|
(5) |
|
(6) |
Neznámých reakcí je 7, rovnic rovnováhy 6. Z toho vyplývá, že soustava je jedenkrát staticky neurčitá.
Proveďme rozbor, z kterých reakcí lze vybrat staticky neurčitou do deformační podmínky. Z rovnice (1) vyplývá,
že velikost reakce
je známá. Totéž platí pro z rovnice (4). Žádná z ostatních 5 reakcí se přímo z rovnic rovnováhy nedá vypočítat, můžeme volit
kteroukoli. Např.
|
(7) |
Dále určíme vnitřní statické ohybové momenty. Vliv posouvajících sil
a normálových sil lze v řešení zanedbat. Vzhledem k volbě staticky neurčité veličiny je výhodné zvolit proměnné
a a příslušné rovnice odříznutých částí těles podle obr. 3.
|
|
Obr. 3 |
Ohybové momenty v myšlených řezech jsou :
Energie napjatosti
Zkontrolujeme, zda energie napjatosti je funkcí pouze t.zv. nezávislých veličin.
Nezávislé veličiny jsou:
1) vnější síly () a reakce, které lze určit přímo z rovnic rovnováhy ()
2) reakce, které jsme vybrali do deformačních podmínek ()
Závislé veličiny jsou všechny ostatní reakce
()
Vzhledem k tomu, že závislé veličiny se ve výrazu pro U nevyskytují, je možno formulovat
rovnici (7) :
Z rovnice (7) vypočteme . Ostatní reakce vyplynou z rovnic (2), (3), (5) a (6).
Tato varianta řešení vede nejkratší cestou k cíli.
Poznámka:
Kdybychom zachovali rovnici (7) se staticky neurčitou reakcí avšak výpočet momentu provedli např. pro druhou část tělesa BC podle obr. 4 dostaneme :
|
|
Obr. 4 |
Reakce a jsou závislé veličiny a je třeba je z výrazu pro
odstranit dosazením z rovnic rovnováhy:
pak
což se shoduje s předchozím výrazem pro ale bylo nutno učinit některé kroky navíc.
|