Mozgatható térlefedő szerkezetek

Hasonló dokumentumok
A síkbeli Statika egyensúlyi egyenleteiről

A K É T V É G É N A L Á T Á M A S Z T O T T T A R T Ó S T A T I K A I V IZS-

Keresztmetszet másodrendű nyomatékainak meghatározása

X = 0 B x = 0. M B = A y 6 = 0. B x = 0 A y = 1000 B y = 400

Rugalmasan ágyazott gerenda. Szép János

X i = 0 F x + B x = 0. Y i = 0 A y F y + B y = 0. M A = 0 F y 3 + B y 7 = 0. B x = 200 N. B y =

CAD-CAM-CAE Példatár

6. MECHANIKA-STATIKA GYAKORLAT Kidolgozta: Triesz Péter egy. ts. Négy erő egyensúlya, Culmann-szerkesztés, Ritter-számítás

Rácsos szerkezetek. Frissítve: Egy kis elmélet: vakrudak

Egy érdekes mechanikai feladat

Érettségi feladatok: Koordináta-geometria 1/5

TARTÓSZERKEZETEK II. VASBETONSZERKEZETEK

Gyakorlati útmutató a Tartók statikája I. tárgyhoz. Fekete Ferenc. 5. gyakorlat. Széchenyi István Egyetem, 2015.

DEBRECENI EGYETEM, MŰSZAKI KAR, ÉPÍTŐMÉRNÖKI TANSZÉK. Acélszerkezetek II. IV. Előadás

Érettségi feladatok Koordinátageometria_rendszerezve / 5

6. MECHANIKA-STATIKA GYAKORLAT (kidolgozta: Triesz Péter, egy. ts.; Tarnai Gábor, mérnöktanár)

Tartószerkezetek I. (Vasbeton szilárdságtan)

Lemez- és gerendaalapok méretezése

Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

Koordináta-geometria feladatok (emelt szint)

AxisVM rácsos tartó GEOMETRIA

A végeselem módszer alapjai. 2. Alapvető elemtípusok

TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ STATIKA

DEME FERENC okl. építőmérnök, mérnöktanár TARTÓK

BME Gépészmérnöki Kar 3. vizsga (112A) Név: 1 Műszaki Mechanikai Tanszék január 11. Neptun: 2 Szilárdságtan Aláírás: 3

Példa: Tartó lehajlásfüggvényének meghatározása végeselemes módszer segítségével

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA II.

2014/2015. tavaszi félév

ERŐRENDSZEREK EREDŐJÉNEK MEGHATÁROZÁSA

Energiatételek - Példák

Koordináta-geometria. Fogalom. Jelölés. Tulajdonságok, definíciók

12. előadás. Egyenletrendszerek, mátrixok. Dr. Szörényi Miklós, Dr. Kallós Gábor

A bifiláris felfüggesztésű rúd mozgásáról

11. MECHANIKA-STATIKA GYAKORLAT (kidolgozta: Triesz Péter, egy. ts.; Tarnai Gábor, mérnöktanár)

Mechatronika segédlet 3. gyakorlat

egyenletrendszert. Az egyenlő együtthatók módszerét alkalmazhatjuk. sin 2 x = 1 és cosy = 0.

Mechanika Kinematika. - Kinematikára: a testek mozgását tanulmányozza anélkül, hogy figyelembe venné a kiváltó

Felső végükön egymásra támaszkodó szarugerendák egyensúlya

Cohen-Sutherland vágóalgoritmus

Lineáris egyenletrendszerek

Koordinátageometria. , azaz ( ) a B halmazt pontosan azok a pontok alkotják, amelynek koordinátáira:

Regresszió számítás. Tartalomjegyzék: GeoEasy V2.05+ Geodéziai Kommunikációs Program

Leggyakoribb fa rácsos tartó kialakítások

UTÓFESZÍTETT SZERKEZETEK TERVEZÉSI MÓDSZEREI

MUNKA- ÉS ENERGIATÉTELEK

Teherfelvétel. Húzott rudak számítása. 2. gyakorlat

Egymásra támaszkodó rudak

1. MÁSODRENDŰ NYOMATÉK

Matematika II képletek. 1 sin xdx =, cos 2 x dx = sh 2 x dx = 1 + x 2 dx = 1 x. cos xdx =,

Pere Balázs október 20.

A keresett kör középpontja Ku ( ; v, ) a sugara r = 1. Az adott kör középpontjának koordinátái: K1( 4; 2)

Kiegészítés a három erő egyensúlyához

Segédlet: Főfeszültségek meghatározása Mohr-féle feszültségi körök alkalmazásával

2. E L Ő A D Á S D R. H U S I G É Z A

Segédlet: Kihajlás. Készítette: Dr. Kossa Attila BME, Műszaki Mechanikai Tanszék május 15.

Példa: Tartó lehajlásfüggvényének meghatározása a Rayleigh Ritz-féle módszer segítségével

Példa keresztmetszet másodrendű nyomatékainak számítására

Robotok inverz geometriája

Példa: Háromszög síkidom másodrendű nyomatékainak számítása

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.


Közgazdaságtan I. Számolási feladat-típusok a számonkérésekre 1. hét. 2018/2019/I. Kupcsik Réka

EGY ABLAK - GEOMETRIAI PROBLÉMA

Láthatósági kérdések

Próba érettségi feladatsor április 09. I. RÉSZ. 1. Hány fokos az a konkáv szög, amelyiknek koszinusza: 2

Bevezetés az elméleti zikába

TANTÁRGYFELELŐS INTÉZET: Építőmérnöki Intézet. OKTATÓ, ELŐADÓ címe: fogadóórája a szorgalmi időszakban:

Nagy András. Feladatok a koordináta-geometria, egyenesek témaköréhez 11. osztály 2010.

6. gyakorlat. Gelle Kitti. Csendes Tibor Somogyi Viktor. London András. jegyzetei alapján

Analitikus térgeometria

Építészeti tartószerkezetek II.

Koordináta-geometria feladatgyűjtemény

TÁRGYLEÍRÁS 1. ALAPADATOK

Szeretném felhívni figyelmüket a feltett korábbi vizsgapéldák és az azokhoz tartozó megoldások felhasználásával kapcsolatban néhány dologra.

48. ORSZÁGOS TIT KALMÁR LÁSZLÓ MATEMATIKAVERSENY Megyei forduló HETEDIK OSZTÁLY MEGOLDÁSOK = = 2019.

Végeselem analízis. 1. el adás

8. előadás. Kúpszeletek

10. Koordinátageometria

Számítógépes Grafika mintafeladatok

Függőleges koncentrált erőkkel csuklóin terhelt csuklós rúdlánc számításához

8. Előadás. Megyesi László: Lineáris algebra, , oldal. 8. előadás Mátrix rangja, Homogén lineáris egyenletrendszer

Síkbeli egyenesek. 2. Egy egyenes az x = 1 4t, y = 2 + t parméteres egyenletekkel adott. Határozzuk meg

Végein függesztett rúd egyensúlyi helyzete. Az interneten találtuk az [ 1 ] munkát, benne az alábbi érdekes feladatot 1. ábra. Most erről lesz szó.

Mechanika. II. előadás március 4. Mechanika II. előadás március 4. 1 / 31

Tartószerkezetek modellezése

Végeselem modellezés alapjai 1. óra

Ellipszis átszelése. 1. ábra

CAD-CAM-CAE Példatár

Koordináta-geometria feladatok (középszint)

Síklefedések Erdősné Németh Ágnes, Nagykanizsa

A -Y és a Y- átalakítás bemutatása. Kiss László április havában

Lineáris algebra zárthelyi dolgozat javítókulcs, Informatika I márc.11. A csoport

Ebben a mérnöki kézikönyvben azt mutatjuk be, hogyan számoljuk egy síkalap süllyedését és elfordulását.

Síkbeli csuklós rúdnégyszög egyensúlya

Henger és kúp metsződő tengelyekkel

Fiók ferde betolása. A hűtőszekrényünk ajtajának és kihúzott fiókjának érintkezése ihlette az alábbi feladatot. Ehhez tekintsük az 1. ábrát!

Dr. Égert János Dr. Molnár Zoltán Dr. Nagy Zoltán ALKALMAZOTT MECHANIKA

A spirális Yoshimura alakzat mint mechanizmus

Szá molá si feládáttí pusok á Ko zgázdásá gtán I. (BMEGT30A003) tá rgy zá rthelyi dolgozátá hoz

Matematika 10 Másodfokú egyenletek. matematika és fizika szakos középiskolai tanár. > o < szeptember 27.

Átírás:

Mozgatható térlefedő szerkezetek TDK Konferencia 2010 Szilárdságtani és tartószerkezeti szekció

Tartalomjegyzék 1

Absztrakt 2

Bevezetés 3

Az alakzat mozgásának görbületre gyakorolt hatása 4

Teljes összenyomódás 5

Az alakzat szerkesztése általános görbére 6

7

Merevségi vizsgálatok A szerkezet mozgásának és megtámasztásának módját megismerendő, merevségi vizsgálatot végeztem. Rácsos tartóval modelleztem a rendszert, az élekbe rácsrudakat feltételezve. Mivel a lapok háromszöglapok, a rudak merevek a lapok síkjaiban, tehát elmozdulás tényleg csak ott jöhet létre, ahol a szerkezet lapokból felépítve is mozogna. A statikai határozottság meghatározására a Szabó J. Roller B.: Rúdszerkezetek Elmélete és Számítása (3), valamint Dr. Gáspár Zsolt: Tartók Statikája (4) című könyvekben található módszert használtam. A módszer mátrix alakba rendezi a rudak geometriáját, és ezt a mátrixot vizsgálva osztályozza a szerkezetet. A megtámasztásokat többféleképp is lehet kezelni, én a gátolt elmozdulások irányába álló rudakat tételeztem fel, és az így létrejövő alakzat geometriai mátrixának rangját határoztam meg. A mátrix sorai a rácsrudakat (illetve a megtámasztást jelképező rudakat) jelentik, oszlopai pedig a csomópontok vetületi egyensúlyi egyenleteit, csomópontonként 3-at. Amelyik csomópontokban jelen van egy rúd, azokba az oszlopokba kell beírni a rúd vektorának adott irányú vetületét, a csomópontból kifelé mutatva (húzott rudat feltételezve). A mátrix rangja jellemzi a szerkezetet. Ha a mátrix négyzetes, a csomóponti egyenletek és az ismeretlen rúderők száma azonos, a statikai határozottság szükséges feltétele teljesül. Ahhoz, hogy az elégséges feltétel is teljesüljön, az egyenleteknek lineárisan függetleneknek kell legyenek, a mátrix rangja ilyenkor megegyezik sorainak és oszlopainak számával. Amennyivel kisebb a fokszáma a négyzetes mátrixnak az oldalainak méreténél, annyiszor egyszerre határozatlan és túlhatározott a szerkezet. Ha több oszlopa van a mátrixnak, mint sora, az több egyensúlyi egyenletet jelent, mint ahány ismeretlen van, tehát a szerkezet túlhatározott. Ha több sora van, mint oszlopa, akkor a szerkezet határozatlan, lévén több ismeretlen van, mint ahány egyenlet. Téglalap alakú mátrixnál a rang és a hosszabb oldal különbsége adja a határozatlanság illetve túlhatározottság fokszámát. A mátrixok rangjának megállapításához a MATLAB nevű programot használtam. Mivel nem képes paraméteresen dolgozni, felvettem egy konkrét geometriát, és annak a mátrixát vittem be. Parabolaívre szerkesztettem az alakzatot, x;y sík volt a parabola síkja, pedig az egyenlete. A rudak vetületeinek fölírásához szögek helyett aránypárokat használtam, az adott irányú hosszat leosztva a rúd teljes hosszával. Ezáltal kizárólag a csúcspontok koordinátáinak ismeretében felírható a mátrix, hiszen a vetületi és valós hosszak a végpontok koordinátáinak a különbségei. A következőképp néz ki például az 5-6. rúd 5. számú csomópontbeli x irányú vetülete: A második koordináta ( ) mindig az, amelyik csomópontba írjuk a rúd vetületét, az első koordináta ) pedig a rúd másik vége. Először egy kisebb, 12 rúdból álló darabot vizsgáltam (10. ábra). A rudakból egy 12x21-es mátrix adódott, míg a statikai határozottsághoz négyzetes mátrix szükséges. 21-12=9 irányú megtámasztással statikailag határozottá tehető a szerkezet, ha a mátrix rangja 12. Ez teljesült. Az ábrán ezek a megtámasztások a piros rudak. A teljes mátrix vizsgálatából kiderült, hogy a mátrix rangja 21, tehát a szerkezet ezekkel a megtámasztásokkal statikailag határozott. A szerkezet szélein a függőleges megtámasztás is statikailag határozott állapotot adott, tehát egy oromfallal remekül stabilizálható a szerkezet vége. 8

A mozgatás hatását is vizsgálni tudtam, egyrészt a mátrix azon elemein keresztül, ahol szerepelt z irányú komponens, másrészt az y irányú komponenseket vizsgálva, az összenyomódás görbületet megváltoztató hatása miatt. A mátrix rangja akkor csökken le, ha egy sora vagy oszlopa 0 sorrá változik. Ez két esetben történhet: Teljesen sík állapotban (t=t max ) az alakzatnak nem lesz y irányú kiterjedése, az y-t tartalmazó elemek 0-k lesznek. Teljes összenyomódás esetén (t=0) az alakzat z tengelyirányú komponenst tartalmazó elemei lesznek 0-k. Előbbi eset egy olyan háromcsuklós tartóra hasonlít, aminek egy tengelybe esnek a csuklói, utóbbi pedig egy olyanhoz, aminek a szélső csuklói egy pontba esnek. Ezután két ilyen alakzatot soroltam, vízszintesen (11. ábra). Ha csak a megtámasztás nélküli szerkezet 36x23-as mátrixát vettem, annak is egyel kisebb, lett a rangja, mint a sorainak (kisebb méretének) a száma. Mivel a sorokban a rudak szerepeltek, és egy felesleges volt belőlük, ez azt jelentette, hogy a szerkezet belsőleg statikailag határozatlan. Ez azonban csak úgy lehetséges, hogy eközben túlhatározott is, hiszen megfelelő megtámasztásokkal négyzetessé tehető a mátrix (az ismeretlenek és egyenletek száma egyenlő lesz akkor). A megtámasztott szerkezet mátrixának rangja 35 lett, egyel kisebb, mint oszlopainak és sorainak száma. Tehát a megtámasztott szerkezet egyszeresen határozatlan és túlhatározott. 9

Ez belátható például úgy, hogy megnézzük az antiprizmát a két előzőekben vizsgált, 12 rúdnyi rész csatlakozásánál. Ahhoz, hogy határozott térrácsot kapjunk, A és B pont közt szükség lenne egy rúdra. Mi azonban ezt a rudat máshová tettük, tehát itt létrehoztunk egy túlhatározott részt, ahová a rúd került ott pedig egy határozatlant. Ebből az következik, hogy ahány ilyen belső antiprizma van az alakzatdarabban, annyiszorosan határozatlan és túlhatározott a rendszer. Ez igaz akkor is, ha szélesebb darabot veszünk, és a belső antiprizmák nem csak egy sorban, hanem egymás mellet eltolva is elhelyezkednek. Belső antiprizma az, amelyiket alkotó rudak nem csatlakoznak külső támaszhoz. Maga a túlhatározottság pedig helyén is való, mivel egy mozgó szerkezetről van szó. Egy másik módja, hogy a határozatlanság és túlhatározottság fokát belássuk az, hogy tudunk-e olyan rudat találni, amit sajátfeszültség alá helyezve a csatlakozó rudak erői nem számíthatók, illetve hány darab rúd eltávolítása után határozhatók meg. Az eltávolított rudak száma adja meg a határozatlanság és túlhatározottság fokát. Ezzel a módszerrel is igazolható a fenti megállapítás a túlhatározottsági és határozatlansági fokról. A szerkezetet tehát hosszirányban merevíteni szükséges, célszerűen oldható kapcsolatokkal, hogyha mozgatni is szeretnénk felállítása után. Ha csak az építés megkönnyítésére használjuk a szerkezet mozgási képességét, állandó merevítést is használhatunk. 10

Alkalmazások, összegzés 11

Kivágható makett 12

13