Taivutusmomentti

Kiitollinen vastauksista

Jos minulla on 6 metriä pitkä rekkitanko, jossa roikun keskeltä(paino 90 kg), niin mikä on taivutusmomentin arvo metrin etäisyydellä tangon toisesta päästä?

18

13754

Äänestä

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • ögh

      Onko rekkitanko pultattu kiinteästi laipalla seinään siten että se ei pääsee kääntymään, vai onko tuenta niin joustava että se vastaa käytännössä niveltukea? Ilmeisesti tanko on kuitenkin symmetrisesti tuettu.

      Antamillasi tiedoilla ei voi laskea taivutusmomentin kuin niveltuennassa, ja siinäkin pitäisi olettaa että tanko on niin jäykkä että se on vähän taipunut.
      (Jos taipuma on pieni ja tanko niveltuettu momentiksi tulee metrin etäisyydellä tuesta 450Nm)

      Paljon taipuneessa tangossa nimittäin vaikuttaa myös normaalivoima, ja sen suuruutta ei voi tietää ennenkuin tietää kuinka jäykkä tanko on.

      Analyysi siis huutaa materiaalivakioita ja poikkileikkauksen mittoja.

      • ögh

        voi momentin laskea kiinteässä tuennassakin. Mutta ehtona on nimenomaan se pieni taipuma. Tällöin metrin etäisyydelllä tuesta momentti on -225N


      • aloittaja

        Eli lujuusopin puolelle ei tarvitse mennä. Tanko ei pääse kääntymään ja toinen tuki ottaa vastaan pelkästään y-suuntaista kuormaa.

        Mielellään jos kertoisit myös miten päädyit lopputulokseen. Menetelmä on nimenomaan se jonka haluan tietää, ei lopputulos.

        Kiitos


      • ögh
        aloittaja kirjoitti:

        Eli lujuusopin puolelle ei tarvitse mennä. Tanko ei pääse kääntymään ja toinen tuki ottaa vastaan pelkästään y-suuntaista kuormaa.

        Mielellään jos kertoisit myös miten päädyit lopputulokseen. Menetelmä on nimenomaan se jonka haluan tietää, ei lopputulos.

        Kiitos

        Ainoastaan siinä tapauksessa voi laskea ilman lujuusoppia jos tanko on nivelisesti tuettu kummastakin päästä.

        Silloin keskellä vaikuttaa voima 900N, jonka tukirektiot jakautuvat tasan kummallekin tuelle eli 450N kummallekin tuelle. Noh sitten katkaistaan tanko metrin etäisyydeltä tukea ja lasketaan vaan "voima kertaa varsi on momentti" eli 450N * 1m = 450Nm

        ( merkki tarkoittaa nyt sitä että alapinta venyy)

        Mutta kysymässäsi tilanteessa toinen tuki on kiinteä ja toinen nivel, vai? Kyseessä on silloin hyperstaattinen tuenta (tukireaktioita enemmän kuin on tasapainoyhtälöitä[3]). Siitä ei selviä pelkillä tasapainoehdoilla -> tarvitaan lujuusoppia. Mutta osoittautuu, että materiaalivakioita ja poikkipintasuureita ei tarvitse tietää lineaarisessa tapauksessa voimien/momenttien selvittämiseen.


      • Aloittaja
        ögh kirjoitti:

        Ainoastaan siinä tapauksessa voi laskea ilman lujuusoppia jos tanko on nivelisesti tuettu kummastakin päästä.

        Silloin keskellä vaikuttaa voima 900N, jonka tukirektiot jakautuvat tasan kummallekin tuelle eli 450N kummallekin tuelle. Noh sitten katkaistaan tanko metrin etäisyydeltä tukea ja lasketaan vaan "voima kertaa varsi on momentti" eli 450N * 1m = 450Nm

        ( merkki tarkoittaa nyt sitä että alapinta venyy)

        Mutta kysymässäsi tilanteessa toinen tuki on kiinteä ja toinen nivel, vai? Kyseessä on silloin hyperstaattinen tuenta (tukireaktioita enemmän kuin on tasapainoyhtälöitä[3]). Siitä ei selviä pelkillä tasapainoehdoilla -> tarvitaan lujuusoppia. Mutta osoittautuu, että materiaalivakioita ja poikkipintasuureita ei tarvitse tietää lineaarisessa tapauksessa voimien/momenttien selvittämiseen.

        Toisessa päässä kiinteä tuki ja toisessa päässä sellainen tuenta että se ei ota vastaan vaakasuuntaisia voimia. Olisikohan rullatuki tjsp.

        Mitenkäs saa selvitettyä tukireaktioiden jakautumisen siinä tapauksessa foima ei kohdistukaan keskelle tankoa?


      • Aloittaja
        ögh kirjoitti:

        voi momentin laskea kiinteässä tuennassakin. Mutta ehtona on nimenomaan se pieni taipuma. Tällöin metrin etäisyydelllä tuesta momentti on -225N

        Miten tämä laskeminen sitten tapahtuisi kiinteän tuen tapauksessa?


      • ögh
        Aloittaja kirjoitti:

        Miten tämä laskeminen sitten tapahtuisi kiinteän tuen tapauksessa?

        kysymys on sellaisesta lujuusopin tavallisen taivutusteorian asiasta (jota en ala johtamaan), että taivutusmomentti

        M(x) = -EIv''(x)

        jossa ' tarkoittaa d/dx, E on kimmomoduli, I on poikkileikkauksen neliömomentti ja v on tangon taipuma(=siirtymä).

        Jos tanko on kiinteästi tuettu kummastakin päästä vaikuttaa kummassakin päässä yhtäsuuret tukivoimat ja tukimomentit. Merkitään pystysuuntaista tukivoimaa A:lla ja tukimomenttia B:llä. Ja kun voimakin vaikuttaa keskellä on tilanne täysin symmetrinen.

        Symmetrian takia tanko voidaan laskennassa "katkaista" keskeltä ja asettaa katkaisukohtaan liukutuki joka mahdollistaa liikkeen pystysuunnassa mutta estää kääntymisen ja liikkeen vaakasuunnassa. Myös voima täytyy tällöin puolittaa. Tällöin laskentamallissa alkupäässä on kiinteä tuki ja loppupäässä pystysuuntainen liukutuki jossa vaikuttaa puolet pienempi voima kuin alkuperäisessä tilanteessa.

        Taivutusmomentin yhtälö on siis muotoa:

        M(x) = Ax - B

        Kun se sijoitetaan uylempänä olevaan yhtälöön saadaan:

        v''(x) = -(Ax - B)/EI

        josta integroimalla saadaan

        v'(x) = -(1/2*Ax^2 - Bx)/EI C
        v(x) = -(1/6*Ax^3 - 1/2*Bx^2)/EI Cx D


        Kiinteän tuen reunaehdot ovat v(0) = 0 ja v'(0) = 0
        Kun sijoitetaan reunaehdot v(x):n ja v'(x):n yhtälöihin saadaan D = 0, ja C = 0

        Liukutuen ehdot ovat v'(L/2)=0 ja Q(L/2) = F/2 (tai nolla, riippuu kummaltapuolella pistevoimaa asiaa ajattelee)
        Q tarkoittaa leikkausvoimaa. Se on Q(x) = M'(x) = A. Siis A = F/2 (sen olisi saanut tietysti yksinkertaisemmin pystysuuntaisesta tasapainoyhtälöstä).
        Sitten ensimmäisestä saadaan kun huomioidaan A = F/2:

        v'(L/2) = -(1/16*FL^2 - 1/2*BL)/EI = 0

        Josta saadaan ratkaistua:

        B = -FL/8

        Kiinteästi kummastakin päästä tuetussa palkissa vaikuttaa siis tukivoimat F/2 ja tukimomentit -FL/8 , tietysti aina siihen suuntaan että se vastustaa kuormitusta. Tukivoiman positiivinen suunta on vastakkainen kuin kuormituksen ja taipuman positiivinen suunta, ja momentti on positiivinen silloin kuin "positiivinen" pinta venyy. Tukireaktiot eivät siis riipukkaan palkin jäykkyydestä, mutta niiden laskemisessa täytyy koukata lujuusopin kautta.

        Metrin etäisyydellä tuesta vaikuttaa siis kysymässäsi tapauksessa kiinteästi tuetussa tapauksessa taivutusmomentti

        M = 450N*1m - 900N*6m/8 = 450Nm - 675Nm = -225Nm

        Vastaavalla tavalla ongelman voi laskea epäsymmetrisissäkin ja useammasta kohtaa tuetuissakin tapauksissa. Tällöin yhtälöistä vain tulee paloittaan määriteltyjä. Kuitenkin ainaa löytyy tasan yhtä monta tuntematonta kuin on yhtälöitäkin, vaikka olis sata tukirektiota.

        Tosin ei niitä taipumia ja tukireaktioita käytännössä näin lasketa. Kirjallisuudesta löytyy taulukoita joihin on laskettu valmiiksi vastaavat suureet eri tilanteiisa, kuormituksilla ja geometrisillä parametreillä joita yhdistelemällä saa monimutkaisenkin rakenteen ratkaistua. Lisäksi on olemassa ns. yksikkövoimaperiaate joka on erittäin tehokas analyyttinen työkalu monimutkaisenkin kaksiulotteisen kehä-/ristikkorakenteen ratkaisuun. Sen avulla ongelman nimittäin saa puettua helposti matriisimuotoon, joka on taas omiaan tietokoneratkaisua silmälläpitäen. Toki elementtimenetelmälläkin saa ratkaistua(noh, mitä sillä ei pysty ratkaisemaan?), mutta sen "virittely" vie hieman enemmän aikaa. Sillä tosin kaikki vähänkin vaikeammat/työläämmät tehtävät nykyään lasketaan.


      • käytäntö
        ögh kirjoitti:

        kysymys on sellaisesta lujuusopin tavallisen taivutusteorian asiasta (jota en ala johtamaan), että taivutusmomentti

        M(x) = -EIv''(x)

        jossa ' tarkoittaa d/dx, E on kimmomoduli, I on poikkileikkauksen neliömomentti ja v on tangon taipuma(=siirtymä).

        Jos tanko on kiinteästi tuettu kummastakin päästä vaikuttaa kummassakin päässä yhtäsuuret tukivoimat ja tukimomentit. Merkitään pystysuuntaista tukivoimaa A:lla ja tukimomenttia B:llä. Ja kun voimakin vaikuttaa keskellä on tilanne täysin symmetrinen.

        Symmetrian takia tanko voidaan laskennassa "katkaista" keskeltä ja asettaa katkaisukohtaan liukutuki joka mahdollistaa liikkeen pystysuunnassa mutta estää kääntymisen ja liikkeen vaakasuunnassa. Myös voima täytyy tällöin puolittaa. Tällöin laskentamallissa alkupäässä on kiinteä tuki ja loppupäässä pystysuuntainen liukutuki jossa vaikuttaa puolet pienempi voima kuin alkuperäisessä tilanteessa.

        Taivutusmomentin yhtälö on siis muotoa:

        M(x) = Ax - B

        Kun se sijoitetaan uylempänä olevaan yhtälöön saadaan:

        v''(x) = -(Ax - B)/EI

        josta integroimalla saadaan

        v'(x) = -(1/2*Ax^2 - Bx)/EI C
        v(x) = -(1/6*Ax^3 - 1/2*Bx^2)/EI Cx D


        Kiinteän tuen reunaehdot ovat v(0) = 0 ja v'(0) = 0
        Kun sijoitetaan reunaehdot v(x):n ja v'(x):n yhtälöihin saadaan D = 0, ja C = 0

        Liukutuen ehdot ovat v'(L/2)=0 ja Q(L/2) = F/2 (tai nolla, riippuu kummaltapuolella pistevoimaa asiaa ajattelee)
        Q tarkoittaa leikkausvoimaa. Se on Q(x) = M'(x) = A. Siis A = F/2 (sen olisi saanut tietysti yksinkertaisemmin pystysuuntaisesta tasapainoyhtälöstä).
        Sitten ensimmäisestä saadaan kun huomioidaan A = F/2:

        v'(L/2) = -(1/16*FL^2 - 1/2*BL)/EI = 0

        Josta saadaan ratkaistua:

        B = -FL/8

        Kiinteästi kummastakin päästä tuetussa palkissa vaikuttaa siis tukivoimat F/2 ja tukimomentit -FL/8 , tietysti aina siihen suuntaan että se vastustaa kuormitusta. Tukivoiman positiivinen suunta on vastakkainen kuin kuormituksen ja taipuman positiivinen suunta, ja momentti on positiivinen silloin kuin "positiivinen" pinta venyy. Tukireaktiot eivät siis riipukkaan palkin jäykkyydestä, mutta niiden laskemisessa täytyy koukata lujuusopin kautta.

        Metrin etäisyydellä tuesta vaikuttaa siis kysymässäsi tapauksessa kiinteästi tuetussa tapauksessa taivutusmomentti

        M = 450N*1m - 900N*6m/8 = 450Nm - 675Nm = -225Nm

        Vastaavalla tavalla ongelman voi laskea epäsymmetrisissäkin ja useammasta kohtaa tuetuissakin tapauksissa. Tällöin yhtälöistä vain tulee paloittaan määriteltyjä. Kuitenkin ainaa löytyy tasan yhtä monta tuntematonta kuin on yhtälöitäkin, vaikka olis sata tukirektiota.

        Tosin ei niitä taipumia ja tukireaktioita käytännössä näin lasketa. Kirjallisuudesta löytyy taulukoita joihin on laskettu valmiiksi vastaavat suureet eri tilanteiisa, kuormituksilla ja geometrisillä parametreillä joita yhdistelemällä saa monimutkaisenkin rakenteen ratkaistua. Lisäksi on olemassa ns. yksikkövoimaperiaate joka on erittäin tehokas analyyttinen työkalu monimutkaisenkin kaksiulotteisen kehä-/ristikkorakenteen ratkaisuun. Sen avulla ongelman nimittäin saa puettua helposti matriisimuotoon, joka on taas omiaan tietokoneratkaisua silmälläpitäen. Toki elementtimenetelmälläkin saa ratkaistua(noh, mitä sillä ei pysty ratkaisemaan?), mutta sen "virittely" vie hieman enemmän aikaa. Sillä tosin kaikki vähänkin vaikeammat/työläämmät tehtävät nykyään lasketaan.

        M=FxL/4 ko. tapauksessa


      • ögh
        käytäntö kirjoitti:

        M=FxL/4 ko. tapauksessa

        Ei ainakaan missään minun mainitsemassa tapauksessa...


      • ögh
        ögh kirjoitti:

        kysymys on sellaisesta lujuusopin tavallisen taivutusteorian asiasta (jota en ala johtamaan), että taivutusmomentti

        M(x) = -EIv''(x)

        jossa ' tarkoittaa d/dx, E on kimmomoduli, I on poikkileikkauksen neliömomentti ja v on tangon taipuma(=siirtymä).

        Jos tanko on kiinteästi tuettu kummastakin päästä vaikuttaa kummassakin päässä yhtäsuuret tukivoimat ja tukimomentit. Merkitään pystysuuntaista tukivoimaa A:lla ja tukimomenttia B:llä. Ja kun voimakin vaikuttaa keskellä on tilanne täysin symmetrinen.

        Symmetrian takia tanko voidaan laskennassa "katkaista" keskeltä ja asettaa katkaisukohtaan liukutuki joka mahdollistaa liikkeen pystysuunnassa mutta estää kääntymisen ja liikkeen vaakasuunnassa. Myös voima täytyy tällöin puolittaa. Tällöin laskentamallissa alkupäässä on kiinteä tuki ja loppupäässä pystysuuntainen liukutuki jossa vaikuttaa puolet pienempi voima kuin alkuperäisessä tilanteessa.

        Taivutusmomentin yhtälö on siis muotoa:

        M(x) = Ax - B

        Kun se sijoitetaan uylempänä olevaan yhtälöön saadaan:

        v''(x) = -(Ax - B)/EI

        josta integroimalla saadaan

        v'(x) = -(1/2*Ax^2 - Bx)/EI C
        v(x) = -(1/6*Ax^3 - 1/2*Bx^2)/EI Cx D


        Kiinteän tuen reunaehdot ovat v(0) = 0 ja v'(0) = 0
        Kun sijoitetaan reunaehdot v(x):n ja v'(x):n yhtälöihin saadaan D = 0, ja C = 0

        Liukutuen ehdot ovat v'(L/2)=0 ja Q(L/2) = F/2 (tai nolla, riippuu kummaltapuolella pistevoimaa asiaa ajattelee)
        Q tarkoittaa leikkausvoimaa. Se on Q(x) = M'(x) = A. Siis A = F/2 (sen olisi saanut tietysti yksinkertaisemmin pystysuuntaisesta tasapainoyhtälöstä).
        Sitten ensimmäisestä saadaan kun huomioidaan A = F/2:

        v'(L/2) = -(1/16*FL^2 - 1/2*BL)/EI = 0

        Josta saadaan ratkaistua:

        B = -FL/8

        Kiinteästi kummastakin päästä tuetussa palkissa vaikuttaa siis tukivoimat F/2 ja tukimomentit -FL/8 , tietysti aina siihen suuntaan että se vastustaa kuormitusta. Tukivoiman positiivinen suunta on vastakkainen kuin kuormituksen ja taipuman positiivinen suunta, ja momentti on positiivinen silloin kuin "positiivinen" pinta venyy. Tukireaktiot eivät siis riipukkaan palkin jäykkyydestä, mutta niiden laskemisessa täytyy koukata lujuusopin kautta.

        Metrin etäisyydellä tuesta vaikuttaa siis kysymässäsi tapauksessa kiinteästi tuetussa tapauksessa taivutusmomentti

        M = 450N*1m - 900N*6m/8 = 450Nm - 675Nm = -225Nm

        Vastaavalla tavalla ongelman voi laskea epäsymmetrisissäkin ja useammasta kohtaa tuetuissakin tapauksissa. Tällöin yhtälöistä vain tulee paloittaan määriteltyjä. Kuitenkin ainaa löytyy tasan yhtä monta tuntematonta kuin on yhtälöitäkin, vaikka olis sata tukirektiota.

        Tosin ei niitä taipumia ja tukireaktioita käytännössä näin lasketa. Kirjallisuudesta löytyy taulukoita joihin on laskettu valmiiksi vastaavat suureet eri tilanteiisa, kuormituksilla ja geometrisillä parametreillä joita yhdistelemällä saa monimutkaisenkin rakenteen ratkaistua. Lisäksi on olemassa ns. yksikkövoimaperiaate joka on erittäin tehokas analyyttinen työkalu monimutkaisenkin kaksiulotteisen kehä-/ristikkorakenteen ratkaisuun. Sen avulla ongelman nimittäin saa puettua helposti matriisimuotoon, joka on taas omiaan tietokoneratkaisua silmälläpitäen. Toki elementtimenetelmälläkin saa ratkaistua(noh, mitä sillä ei pysty ratkaisemaan?), mutta sen "virittely" vie hieman enemmän aikaa. Sillä tosin kaikki vähänkin vaikeammat/työläämmät tehtävät nykyään lasketaan.

        Mitätön merkkivirhe tuli.

        Saadaan siis B = FL/8

        Eli M = F/2 * x - FL/8

        Ja siitä saadaan se, että momentti on tuilla -FL/8.


      • käytäntö
        ögh kirjoitti:

        Mitätön merkkivirhe tuli.

        Saadaan siis B = FL/8

        Eli M = F/2 * x - FL/8

        Ja siitä saadaan se, että momentti on tuilla -FL/8.

        kasi viivan alla tasainen kuorma.


      • öögh
        käytäntö kirjoitti:

        kasi viivan alla tasainen kuorma.

        "kasi viivan alla tasainen kuorma."

        kasi mitä sinä kasi sanoa kasi päällä alla kasi viiva kuorma WTF?? Are you kidding me? Siis näin suomeksi sanottuna en käsitä alkuunkaan mitä tarkoitat.


      • E.d.K.
        Aloittaja kirjoitti:

        Toisessa päässä kiinteä tuki ja toisessa päässä sellainen tuenta että se ei ota vastaan vaakasuuntaisia voimia. Olisikohan rullatuki tjsp.

        Mitenkäs saa selvitettyä tukireaktioiden jakautumisen siinä tapauksessa foima ei kohdistukaan keskelle tankoa?

        Ttaivutusmomentti riippuu palkin kimmo-ominaisuuksista jos tuennassa on enemmän kuin 2 tukea/tukipistettä.

        Periaate on, että taipuman toinen derivaatta on M /E I, (momentti /pintahitausmomentti *kimmokerroin)

        Momentille voidaan aina kirjoittaa yhtälö, jossa voi olla tunnettuja tai tuntemattomia suureita, ja kun se integroidaan, saadaan taipumasta ja taipumakulmasta reunaehtoja riittävästi useimpien tapausten määrittämiseen.


      • Käädändö
        öögh kirjoitti:

        "kasi viivan alla tasainen kuorma."

        kasi mitä sinä kasi sanoa kasi päällä alla kasi viiva kuorma WTF?? Are you kidding me? Siis näin suomeksi sanottuna en käsitä alkuunkaan mitä tarkoitat.

        Siis kaiva Mohrin taulukot äläkä laske päin persettä.


    • Aloittaja

      Tämä homma selveni. Kiitos.

      Paremmin osaat nää hommat ku meidän luennoitsija

    • Timo harjakainen

      375 Nm

    • Äijät juoskaa

      Nosturiauto kuski pakene henkesi edestä.

    • lisää tietoja tarvit

      Paljonko se rekkitankosi painaa ?

      Mikäli toisessa päässä on se rullatuki, niin onko sekin nivelletty vaiko sittenkin niveltämätön ?
      Onko rekkitankosi siten mitoitettu, ettei myötäraja ylity, eli tilannetta voidaan tarkastella lineaarisella approksimaatiolla ?
      Vai onko taipuma peräti mitätöntä luokkaa, jos ei, niin onko 6m pituus taipuneessa tilanteessa vaiko kuormittamattoman tangon pituus ?
      Mitataanko se metri toisesta päästä tankoa pitkin vai vaakasuoraan ?

    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. Poliisi: Kymmenhenkinen pohjalaisperhe ollut vuoden kateissa kansainvälinen etsintäkuulutus Poliis

      Poliisi: Kymmenhenkinen pohjalaisperhe ollut vuoden kateissa – kansainvälinen etsintäkuulutus Poliisi pyytää yleisön apu
      Maailman menoa
      271
      2370
    2. Tässä totuus jälleensyntymisestä - voit yllättyä

      Jumalasta syntyminen Raamatussa ei tässä Joh. 3:3. ole alkukielen mukaan ollenkaan sanaa uudestisyntyminen, vaan pelkä
      Jälleensyntyminen
      299
      1279
    3. Mitään järkeä?

      Että ollaan erillään? Kummankin pää on kovilla.
      Ikävä
      108
      1201
    4. En kadu sitä, että kohtasin hänet

      mutta kadun sitä, että aloin kirjoittamaan tänne palstalle. Jollain tasolla se saa vain asiat enemmän solmuun ja tekee n
      Ikävä
      83
      1191
    5. Oisko mitenkään mahdollisesti ihan pikkuisen ikävä..

      ...edes ihan pikkuisen pikkuisen ikävä sulla mua??.. Että miettisit vaikka vähän missähän se nyt on ja oiskohan hauska n
      Ikävä
      58
      1135
    6. Noniin rakas

      Annetaanko pikkuhiljaa jo olla, niin ehkä säilyy vienot hymyt kohdatessa. En edelleenkään halua sulle tai kenellekään mi
      Ikävä
      81
      1096
    7. Lapuan sanomissa käy rytinä

      Pistivät sitten päätoimittajan pihalle
      Lapua
      44
      952
    8. Helena Koivu : Ja kohta mennään taas

      Kohta kohtalon päivä lähestyy kuinka käy Helena Koivulle ? Kenen puolella olet? Jos vastauksesi on Helenan niin voisi
      Kotimaiset julkkisjuorut
      67
      887
    9. Au pair -työ Thaimaassa herättää kiivasta keskustelua somessa: "4cm torakoita, huumeita, tauteja..."

      Au pairit -sarjan uusi kausi herättää keskustelua Suomi24 Keskustelupalvelussa. Mielipiteitä ladataan puolesta ja vastaa
      Tv-sarjat
      21
      848
    10. Oot ihana

      Toivottavasti nähdään sattumalta jonain kesäpäivänä♥️🥺🫂
      Ikävä
      33
      757
    Aihe