13. Tárcsák számítása. 1. A felületszerkezetek. A felületszerkezetek típusai



Hasonló dokumentumok
A pályázat címe: Rugalmas-képlékeny tartószerkezetek topológiai optimalizálásának néhány különleges feladata

Példa: 5 = = negatív egész kitevő esete: x =, ha x 0

GEOMETRIAI OPTIKA - ÓRAI JEGYZET

MÉRÉSTECHNIKA. DR. HUBA ANTAL c. egy. tanár BME Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszék 2011

SZILÁRDSÁGTAN A minimum teszt kérdései a gépészmérnöki szak egyetemi ágon tanuló hallgatói részére (2004/2005 tavaszi félév, szigorlat)

III. FEJEZET FÜGGVÉNYEK ÉS TULAJDONSÁGAIK

Mechanika II. Szilárdságtan

(1) Milyen esetben beszélünk tartós nyugalomról? Abban az esetben, ha a (vizsgált) test a helyzetét hosszabb időn át nem változtatja meg.

Tartalomjegyzék. 4.3 Alkalmazás: sorozatgyártású tűgörgő átmérőjének jellemzése

10.3. A MÁSODFOKÚ EGYENLET

Azonos névleges értékű, hitelesített súlyokból alkotott csoportok együttes mérési bizonytalansága

Az elektromos kölcsönhatás

Tuzson Zoltán A Sturm-módszer és alkalmazása

Acélszerkezetek. 2. előadás

Szilárdságtan. Miskolci Egyetem GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR

Néhány érdekes függvényről és alkalmazásukról

Méréselmélet PE_MIK MI_BSc, VI_BSc 1

Vasbetonszerkezetek II. STNA252

Laboratóriumi mérések

Regresszió és korreláció

Mérési adatok feldolgozása Méréselmélet PE_MIK MI_BSc, VI_BSc 1

KERETSZERKEZETEK. Definíciók, Keretek igénybevételei, méretezése. 10. előadás

Regresszió és korreláció

V. GYAKORLATOK ÉS FELADATOK ALGEBRÁBÓL

Valószínűségszámítás. Ketskeméty László

Nyeregetetős csarnokszerkezetek terhei az EN 1991 alapján

σhúzó,n/mm 2 εny A FA HAJLÍTÁSA

VASBETON LEMEZEK. Oktatási segédlet v1.0. Összeállította: Dr. Bódi István - Dr. Farkas György. Budapest, május hó

A PÉNZ IDİÉRTÉKE. Egy jövıbeni pénzösszeg jelenértéke:

A Sturm-módszer és alkalmazása

Ingatlanfinanszírozás és befektetés

18. Differenciálszámítás

járta, aprít ó é s tuskófuró a NEFA G fejlesztésében

5.1. GERENDÁS FÖDÉMEK KIALAKÍTÁSA, TERVEZÉSI ELVEI

EUKLIDESZI TÉR. Euklideszi tér, metrikus tér, normált tér, magasabb dimenziós terek vektorainak szöge, ezek következményei

Téma: A szerkezeti acélanyagok fajtái, jelölésük. Mechanikai tulajdonságok. Acélszerkezeti termékek. Keresztmetszeti jellemzők számítása

1. példa. 2. példa. értelemszerően. F ábra

7. el adás Becslések és minta elemszámok fejezet Áttekintés

1. Adatok közelítése. Bevezetés. 1-1 A közelítő függvény

Darupályák ellenőrző mérése

18. előadás ÁLLANDÓ KÖLTSÉGEK ÉS A KÖLTSÉGGÖRBÉK

MÉRÉSTECHNIKA. DR. HUBA ANTAL c. egy. tanár BME Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszék 2011

(arcsin x) (arccos x) ( x

FEJEZETEK A HOMOGÉN FEJSOROZATOKRÓL

Darupályatartók. Dr. Németh György főiskolai docens. A daruteher. Keréknyomás (K) Fékezőerő (F)

A Michelson-Morley kísérlet gyökeres átértékelése

+ - kondenzátor. Elektromos áram

Líneáris függvények. Definíció: Az f(x) = mx + b alakú függvényeket, ahol m 0, m, b R elsfokú függvényeknek nevezzük.

V. Gyakorlat: Vasbeton gerendák nyírásvizsgálata Készítették: Friedman Noémi és Dr. Huszár Zsolt

Debreceni Egyetem, Közgazdaság- és Gazdaságtudományi Kar. Feladatok a Gazdasági matematika I. tárgy gyakorlataihoz. Halmazelmélet

TERMÉKSZIMULÁCIÓ I. 12. elıadás

Földművek gyakorlat. Vasalt talajtámfal tervezése Eurocode szerint

I. BEVEZETİ. i= 1 i= Z : Ai F és Ai Ai+ i Z : Bi F és Bi Bi+

3. Sztereó kamera. Kató Zoltán. Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika tanszék SZTE (

Többváltozós függvények Riemann integrálja

ÉPÍTMÉNYEK FALAZOTT TEHERHORDÓ SZERKEZETEINEK ERÕTANI TERVEZÉSE

Sorbanállási modellek

CAD-CAM-CAE Példatár

Alkatrészek tőrése. 1. ábra. Névleges méret méretszóródása

3.3 Fogaskerékhajtások

NÉMETH LÁSZLÓ VÁROSI MATEMATIKA VERSENY 2013 HÓDMEZŐVÁSÁRHELY OSZTÁLY ÁPRILIS 8.

2. Az együttműködő villamosenergia-rendszer teljesítmény-egyensúlya

Előadó: Dr. Bukovics Ádám

Államvizsga kérdések Geotechnika Szakirány

1.1 Példa. Polinomok és egyenletek. Jaroslav Zhouf. Első rész. Lineáris egyenletek. 1 A lineáris egyenlet definíciója

6. MÉRÉS ASZINKRON GÉPEK

Vasbetontartók vizsgálata az Eurocode és a hazai szabvány szerint

KÉRDÉSEK_GÉPELEMEKBŐL_TKK_2016.

9. LINEÁRIS TRANSZFORMÁCIÓK NORMÁLALAKJA

Hvezetés (írta:dr Ortutay Miklós)

BMEEOHSAT17 segédlet a BME Építőmérnöki Kar hallgatói részére. Az építész- és az építőmérnök képzés szerkezeti és tartalmi fejlesztése

Hegedős Csaba NUMERIKUS ANALÍZIS

Falazott szerkezetek méretezése

ALAKOS KÖRKÉS PONTOSSÁGI VIZSGÁLATA EXCEL ALAPÚ SZOFTVERREL OKTATÁSI SEGÉDLET. Összeállította: Dr. Szabó Sándor

Segédlet Egyfokozatú fogaskerék-áthajtómű méretezéséhez

Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Elektromágneses hullámok

CIB Lakáshitel és Szabad felhasználású ingatlanfedezetes hitel

S T A T I K A. Az összeállításban közremûködtek: Dr. Elter Pálné Dr. Kocsis Lászlo Dr. Ágoston György Molnár Zsolt

Újszászi. Általános Iskola Óvoda, Bölcsıde, Pedagógiai Szakszolgálat Nevelési Központ RENDSZERE

Walltherm rendszer. Magyar termék. 5 év rendszergaranciával. Felületfûtés-hûtés Épületszerkezet-temperálás padlófûtés

Központi értékesítés: 2339 Majosháza Tóközi u. 10. Tel.: Fax:

F.I.1. Vektorok és vektorműveletek

Villamos gépek tantárgy tételei

Az egyenértékő kúposság

Statisztikai módszerek

B E S Z Á M O L Ó Körösladány Város 2010 évi közbiztonsági helyzetérıl

5. ROBOTOK IRÁNYÍTÓ RENDSZERE Robotok belső adatfeldolgozásának struktúrája

Acél rácsos tartó tervezésének lépései segédanyag a házi feladathoz (készítette Dr. Verıci Béla, rövidítette és aktualizálta dr.

FORGÓRÉSZ DINAMIKUS KIEGYENSÚLYOZÁSA II. Laboratóriumi gyakorlat a mérés leírása

A 2011/2012. tanévi FIZIKA Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny első fordulójának feladatai és megoldásai fizikából. I.

Készségszint-mérés és - fejlesztés a matematika kompetencia területén

Tartószerkezeti mőszaki munkarész Bábszínház az alsógödi Szakáts-kertben. Kohout Dávid. Komplex 2 Tervezıi szakirány, Középülettervezési Tanszék

ARITMETIKA ÉS ALGEBRA I. TERMÉSZETES SZÁMOK

A nyírás ellenőrzése

NÉHÁNY GONDOLAT AZ ÁRELFOGADÓ ÉS ÁRMEGHATÁROZÓ FOGALMAK JELENTÉSÉRİL

Varga Tamás Matematikaverseny 8. osztályos feladatok megoldásai iskolai forduló 2010.

Lepárlás. 8. Lepárlás

Segédlet és méretezési táblázatok Segédlet az Eurocode használatához, méretezési táblázatok profillemezekhez és falkazettákhoz

Magyarkúti József. Anyagvizsgálatok. A követelménymodul megnevezése: Mérőtermi feladatok

Átírás:

Tárcsák számítása A felületszerkezetek A felületszerkezetek típusa A tartószerkezeteket geometra méretek alapjá osztálozzuk Az eddg taulmáakba szereplı rúdszerkezetek rúdjara az a jellemzı hog a hosszuk léegese agobb mt a keresztmetszet méretek A felületszerkezetekre az a jellemzı hog a vastagságuk léegese ksebb mt a másk két ráú méretek Rúdszerkezetekél a voatkoztatás tegel a rúd szlárdság tegele felületszerkezetekél a voatkoztatás felület a vastagságot felezı középfelület Rúdszerkezetekél a rúdtegel eges potjaba határozzuk meg az gébevételeket és elmozdulásokat és a pothoz tartozó keresztmetszet meté vzsgáljuk a feszültségek és alakváltozások megoszlását míg felületszerkezetekél a középfelület eges potjaba határozzuk meg az erıket és elmozdulásokat és a pothoz tartozó vastagság meté határozzuk meg a feszültségek és alakváltozások megoszlását A rúdszerkezetek tegeléek eges potjat és az azokhoz tartozó állapotjellemzıket egváltozós függvé a felületszerkezetek középfelületéek eges potjat és az azokhoz tartozó állapotjellemzıket kétváltozós függvé írja le Rúdszerkezetek rúdjaak tegele lehet egees vag görbe a felületszerkezetek középfelülete s lehet sík vag görbült felület Sík felületszerkezetekél a középfelület összes potja eg síkba va Görbült felületszerkezetekél a középfelület legalább egráú görbülettel redelkezk A görbült felületszerkezeteket héjszerkezetekek evezzük ameleket az alakjuk és az erıjátékuk alapjá tovább osztálokba sorolhatuk A sík felületszerkezeteket a középfelület és a teher ráa szempotjából két típusba soroljuk Tárcsák eseté a szerkezetre ható összes külsı erı a középfelület síkjába lemezek eseté a szerkezetre ható összes külsı erı a középfelületre merılegese mőködk Következésképpe ugaaz a szerkezet lehet egszer tárcsa máskor lemez Például eg paelház oldalfala a födémekrıl átadódó teher szempotjából tárcsa a szélteher oldalomása szempotjából lemez A megkülöböztetést a lemezekbe és a tárcsákba ébredı gébevételek eltérı jellege következésképpe a voatkozó eltérı számítás eljárások dokolják Míg a tárcsák alapvetı gébevétele a omás addg a lemezek domás gébevétele a hajlítás és ez eltérı számítás módszereket géel Sıt általáos jellegő teher eseté a kétféle hatást az ú lemez- és tárcsahatást külö-külö számoljuk és ks elmozdulások eseté összegezzük ıket A továbbakba csak a sík felületszerkezetekkel a tárcsák és lemezek számításával foglalkozuk tárcsa lemez héj

A peremértékfeladat és aak megoldás módszere elületszerkezetek számításáak alapjául a rugalmasságta dfferecálegelete szolgálak zeket az általáos érvéő az általáos alakú és terheléső szlárd testre érvées parcáls dfferecálegeleteket a lemezre lletve a tárcsára mt specáls alakú és terheléső szerkezetre alkalmazuk az adott szerkezetre voatkozó egszerősítı feltevésekkel egészítük k és a dfferecálegelet-redszer átredezésével egetle parcáls dfferecálegeletre vezetük vssza Íg kapjuk meg a tárcsaegeletet és a lemezegeletet amelek a voatkozó peremfeltételekkel egütt alkotják az ú peremértékfeladatot A peremértékfeladatok megoldására egséges módszer em adható meg A problémát az jelet hog általába sem az adott teherfüggvé sem a dfferecálegelet megoldását jeletı smeretle függvé em tartozk az elem függvéek családjába A teherfüggvéek redszert törésekkel szakadásokkal redelkezek; a kocetrált erı például matematka értelembe a legehezebbe kezelhetı függvéek közé tartozk zért a peremértékfeladatok megoldására redszert közelítı megoldást alkalmazuk am azt jelet hog a megoldást a végtele dmezós függvétér helett véges dmezós függvétérbe keressük és a dmezószám fokozásával emelhetjük a megoldás potosságát A közelítı eljárások célja a parcáls dfferecálegeletet és a peremfeltételeket jó közelítéssel kelégítı függvé megkeresése kkor az smeretle függvét valamel alkalmas alakba vesszük fel legtöbbször elem függvéek leárs kombácójakét A cél a leárs kombácóba szereplı egütthatók meghatározása amel vag a dfferecálegelet és peremfeltétele vag valamel eerga-elv mmáls hbával törtéı kelégítése útjá törték Gakor hog a keresett függvét például hatvásor vag trgoometrkus sor formájába veszk fel A hatvásorok polom alakú függvéek a trgoometrkus sorok legsmertebbje a ourer-sorok Ilekor a megoldás elıállítása a polom egütthatóak vag a ourer-egütthatókak a meghatározását jelet A megoldás potossága a polom fokszámáak vag a ourer-sor tagja számáak övelésével emelhetı Más közelítı eljárásokál a geometra tartomát magát a lemezt vag a tárcsát osztják fel résztartomáokra és ezek találkozás potjahoz az ú csomópotokhoz redelk az ú bázsfüggvéeket amelek a leárs kombácóba szerepelek kkor az egütthatókat az smeretle függvé csomópotokhoz tartozó értéke vag derváltja alkotják Ile közelítı módszer a véges dfferecák módszere vag a végeselem-módszer ahol a csomópotok sőrítésével valamt a bázsfüggvéek fokszámáak a övelésével övelhetı a potosság Itt a feladat dmezószáma a csomópotok számától és az eges csomópotokhoz redelt függvéértékek és derváltak számától függ Bármel közelítı módszert alkalmazzuk mdg a leárs kombácóba szereplı egütthatókat kell meghatároz a megoldás sorá Az erre voatkozó feltételek pedg leárs egeletredszert alkotak amelek egüttható mátra általáos esetbe telemátr Ha a közelítı megoldást ortogoáls sorok formájába keressük az egüttható mátr dagoálmátr lesz Ha pedg ortoormált sorokat alkalmazuk akkor a megoldásra kész képleteket kaphatuk A megértés köítése érdekébe tektsük az alább egszerő példát Közelítsük a eheze kezelhetı f ( függvét az f ( a ( a ( a ( a ( a ( függvésorral zzel a megoldást a végtele dmezós függvétér helett az -dmezós függvétérbe keressük amelek koordátá az a egütthatók A feladat az darab a egüttható meghatározása hsze az ( függvéek - a bázsfüggvéek - smert függvé-

ek m választjuk meg ıket az egváltozós geometra térbe amelek koordátaredszerét az -tegel alkotja Az f ( függvét az f ( függvé -dmezós közelítéséek evezzük Lege a közelítedı f ( függvé például az alább ábrá látható [ ] zárt tervallumo értelmezett függvé amel f ( < < Vegük fel a közelítı f ( függvét az alább páratla sus ourer-sor alakjába f( a s a s a s am s m a s f( a Itt a bázsfüggvéek a m ( m / f ( a a ( leárs kombácóak megfelelıe redre: f ( s f ( s f ( s f m ( s m Vegük észre hog a közelítı függvé felvételével a geometra térbıl átléptük a függvétérbe mvel a közelítı függvé az -dmezós függvétér a koordátá függvéébe va felírva! A sus függvé a tartomá határá az és az hele kelégít az f ( feltételeket íg az darab a egüttható meghatározásához szükséges darab feltételt abból kapjuk hog a felvett f ( közelítı függvé mmáls hbával külöbözzö az eredet függvétıl a < < tartomáo ahol aak értéke f ( Képezzük a hbafüggvét amel ugacsak a függvétérbe va értelmezve h h( a f ( f ( a f ( a m ( amelek égzete hog az elıjelektıl eltekthessük a [ ] tartomáo lege mmum: m G( a h( a d [ ( ( ] s m! f f a d a d z az etrémum-feltétel az alább a függvétérbe értelmezett parcáls derváltakból álló - dmezós egeletredszerre vezet: G( a m ( m / a amelbıl a ourer-egütthatók meghatározhatók Tektsük például a ourer-sor elsı két tagját ekkor a közelítı függvé: f a a a s a s (

A hbafüggvé égzete [ ] ( G( a a f ( f ( a a d a s a s d m! Végezzük el az tegrálást: ( G( a a a s a s a s a s a a s s d a a a a a s s s s 6 a cos cos aa a a a a m! A mmumfeltételekbıl adódó egeletredszer: G( a a a a G( a a a a amelbıl az egütthatók: a és a Ha a ourer-sor tovább tagjat s fgelembe vesszük az egütthatókat hasolóa kapjuk: a a a m m A közelítı megoldás tehát: f ( (s s s s m m A közelítést az alább ábra mutatja amelrıl jól látszk az összeg alakulása vags hog a közelítı dagram a tagok számáak emelkedésével egre jobba hasolít a kostas függvéhez gébkét vegük észre hog a fet egeletredszer egüttható mátra dagoálmátr eek oka az hog a bázsfüggvéek ortogoáls redszert alkotak skalárszorzatuk a vzsgált tartomáo zérust ad: s s ( ( ( ( d s s d 8 oglalkozzuk ezek utá a tárcsák számításával

Tárcsák számítása A tárcsák vzsgálatáál a korább szlárdságta feltételezéseket tartjuk érvébe ameleket a tárcsára voatkozó specáls feltevésekkel egészítük k: - a tárcsa aaga homogé zotrop leársa rugalmas - a tárcsa vastagsága álladó - a tárcsa véko azaz vastagsága léegese ksebb a másk két ráú kterjedéséél - a tárcsa középsíkjáak mde potja síkbel mozgást végez tehát a középsík em térhet k a síkjából - a tárcsa ks elmozdulást végez és a középfelület ormálsá fekvı potok az alakváltozás utá s a ormálso maradak - a tárcsa középfelületére merıleges feszültségeket elhaagoljuk - a számítás sorá az elsıredő elméletet követjük vags az erıjáték vzsgálata sorá a terheletle állapot geometra adataval számoluk - a tárcsát pereme meté tetszıleges geometra alakzat határolhatja - a peremek megtámasztás vszoa olaok hog em keletkezek a tárcsa síkjára merıleges reakcóerık vags a tárcsa pereme csak a tárcsa síkjába vaak megtámasztva Az utolsó feltevés szert a keletkezı reakcóerık csak a tárcsa síkjába mőködhetek amel feltétel lehetıvé tesz a tárcsa középsíkjára merılegese keletkezı gébevételek a lemezhatás elhaagolását A tárcsaegelet Írjuk fel most a tárcsára a rugalmasságta dfferecálegeletet zek a tárcsa egetle potjáak körezetére az elem hasábra voatkozó egesúl geometra és aagegeletek zeket az általáos érvéő általáos alakú és terheléső szlárd testre érvées parcáls dfferecálegeleteket most a tárcsára mt specáls alakú és terheléső szerkezetre a fet egszerősítı feltevésekkel egészítjük k majd a dfferecálegelet-redszer átredezésével egetle parcáls dfferecálegeletre vezetjük vssza Íg kapjuk meg a tárcsaegeletet amel a voatkozó peremfeltételekkel egütt alkotja a tárcsára elıírt peremértékfeladatot Az egesúl egeletek Vegük fel az koordátaredszert a h vastagságú tárcsaszerkezet középsíkjába és a z tegelt erre merılegese az ábra szert

Tektsük elıször a tárcsa egesúl egeletet Ragadjuk k a tárcsa eg belsı potja körezetébıl a d d dz mérető elem hasábot és tütessük fel a hasáb egesúlát bztosító feszültségkompoeseket A tárcsaszerkezet defícójából következıe csak a középsíkjába mőködek terhek és a síkjára merılegese terheletle íg a hasáb z ormálsú síkja feszültségmetesek azaz ( τ ( és τ ( Tehát a tárcsa mde z z potja síkbel feszültségállapotba va szert a tárcsa középsíkjáak bármel ( potjába a feszültség állapotot három feszültségkompoes jellemz: ( ( és τ ( A feszültségteor mátra: ( τ( τ ( vag tömörebbe τ ( ( τ eltételezzük hog ezek a feszültségek a tárcsa vastagsága meté álladóak z Tektsük az ábrá az elem hasábra ható feszültségeket a síkbel feszültségállapotak megfelelıe Ha a tömegerıket elhagjuk az - és -ráú vetület egeletekbıl az egesúl dfferecálegeletek: τ τ A írófeszültségek recproctása mattτ τ Most ragadjuk k a tárcsából eg d d h tárcsaelemet amel tt ugaazt a szerepet játssza mt a rúdszerkezetekél az A dz mérető rúdelem Míg az elem hasábra a feszültségek addg a tárcsaelemre az gébevételek mőködek akárcsak a rúdelem eseté Ahoga a rúdelemre ható gébevételeket a feszültségek eredıjekét kaptuk úg most a

tárcsaelemre ható gébevételeket s a tárcsaelemre mőködı feszültségek eredıjekét kapjuk A tárcsa gébevételet hosszegségre voatkozó fajlagos értékkét defáljuk Az ábrá a tárcsaelemre mőködı fajlagos gébevételeket a ormál- és íróerıket tütettük fel amelek tehát a tárcsaelem d és d oldala meté mőködı voalmet megoszló erık Mvel feltételeztük hog a feszültségek a tárcsa vastagsága meté álladóak agságuk: N h N h és N τ h Az aagegeletek Most írjuk fel a síkbel feszültségállapotú rugalmas tárcsa aagegeletet amelek: ( ν ε ( ν ε ν ε z ( ( ν γ τ ahol a írásál a G / ( ν behelettesítést alkalmaztuk Mvel a harátkotrakcó matt a tárcsa középsíkjára merıleges ε z alakváltozások s létrejöek a tárcsa bármel potja térbel alakváltozás állapotba va A geometra egeletek Most írjuk fel a tárcsa geometra egeletet A tárcsa elmozdulás állapotát a középsíkjába fekvı potok elmozdulásaval jellemezzük Mvel a tárcsa stabltásvesztésbıl eredı khorpadásával tt em foglalkozuk a tárcsa ( középsíkja a terhek hatására em tér k a síkjából a középsík potja a z tegel ráába em végezek elmozdulást azaz w ( Megjegezzük azoba hog a középsíko kívül esı potok a harátkotrakcó matt a középsíkra merılegese s elmozdulak vszot a tárcsa középfelületéek bármel ( potja síkmozgást végez vags elmozdulás állapotát csak az és tegel ráába létrejövı u ( és v ( elmozdulások jellemzk Az eek megfelelı elmozdulásvektor: u( u u ( vag tömörebbe u v( v Következésképpe a geometra dfferecálegeletek: u ε

v ε u v γ A harátkotrakcóból származó ε z alakváltozást s fgelembe véve a tárcsa középsíkjáak bármel ( potjába az alakváltozás állapotot ég alakváltozás-kompoes jellemz: ε ( ε ( ε ( és γ ( Íg az alakváltozástezor mátra: ε( A ( γ ( / A feszültségfüggvé z γ ( / ε ( vag tömörebbe ε ( z ε γ/ A γ/ ε ε z z a 9 egeletbıl álló parcáls dfferecálegelet-redszer a tárcsaszerkezetek fet smertetett 9 smeretle állapotváltozó függvééek a meghatározására szolgál: ( ( τ ( ε ( ε ( ε ( γ ( u ( v ( Természetese az eges dfferecálegeletekhez peremfeltételek s tartozak amelek az smeretle függvéek adott potbel függvéértékere vag derváltjara voatkozóa elıre smert értékeket adak meg Például az egesúl dfferecálegeletek peremfeltétele a tárcsa peremé megadott terhek a geometra dfferecálegeletek peremfeltétele pedg a tárcsa pereméek megtámasztás körülméebıl adódó elıre smert elmozdulások lehetek otos szerepe va az ú homogé peremfeltételekek amelek valamel függvéérték vag dervált zérus voltát rögzítk például azt hog a terheletle pereme a feszültség zérus vag azt hog a mereve megtámasztott pereme az elmozdulás zérus A fet dfferecálegelet-redszert em ebbe a formájába oldjuk meg A tárcsafeladatok megoldására Ar bevezetett eg ola új függvét az ( feszültségfüggvét amelbıl a feszültségek közvetleül kfejezhetık: ( ( ( ( ( τ ( és amelek segítségével a fet parcáls dfferecálegelet-redszer egetle parcáls dfferecálegelet formájába írtható fel Ha behelettesítjük a feszültségfüggvét az egesúl egeletekbe a feszültségek helére meggızıdhetük róla hog a feszültségfüggvé az egesúl egeleteket automatkusa kelégít: Most helettesítsük be a feszültségfüggvét az aagegeletekbe: ε ν z

ν ε ( ν γ majd vojuk össze egetle egeletbe a három geometra egeletet zt úg tudjuk megte ha γ másodk veges derváltját képezzük: v u v u ε ε γ Ha most behelettesítjük ebbe az egeletbe az alakváltozások feszültségfüggvéel kfejezett alakját ( ν ν ν majd mde tagból elhagjuk az / szorzót akkor az ( ν ν ν egelet átredezésével egetle ola dfferecálegelethez jutuk amel a fet egesúl geometra és aagegeleteket magába hordozza tehát a fet dfferecálegeletredszer helébe lép: ( ( ( z a bharmokus dfferecálegelet a tárcsaegelet A harmokus Laplace-operátor segítségével tömörebbe íg írható: Az Ar-féle feszültségfüggvéel felírt tárcsaegelet peremfeltétele a feszültségfüggvére vag aak derváltjara a feszültségekre voatkozak A tárcsaegelet és a peremfeltétele egütt alkotják a tárcsára voatkozó peremérték-feladatot z a peremértékfeladat az erımódszerek felel meg mert a bee szereplı smeretle függvéek statka jellegő állapotváltozók A peremértékfeladat megoldása ola ( függvé elıállítását jelet amel a tárcsa belsejébe kelégít a dfferecálegeletet a peremé pedg a peremfeltételek által meghatározott értékeket vesz fel Az alább ábra a peremfeltételeket llusztrálja ola esetbe ahol a pereme megoszló teher mőködk Az elsı ábrá eg általáos helzető görbe perem eg potjáak körezetébe felrajzolt elem hasábra ható feszültségek és terhek egesúlát mutatja Ilekor a peremfeltétel feszültségkompoesek felírásához a külsı terhet fel kell bota ráú kompoesere

gszerőbb a helzet ha a peremek egeesek és valamelk koordáta-tegellel párhuzamosak Például ha a perem az tegellel párhuzamos és a q agságú kostas megoszló teher merıleges a peremre amt a másodk ábrá látható akkor a h vastagságú tárcsa b peremé a peremfeltételek: ( ( ( ( b b q h ( / τ ( b b b Hasolóképpe az a pereme a harmadk ábra szert: ( ( ( ( a q / h ( a τ ( a a Ha a perem-szakasz terheletle akkor a perem e szakaszáak bármel potjába mdhárom feszültség zérus Tektsük példakét az alább a ábrá felrajzolt tárcsát és írjuk fel a peremfeltételeket zt a tárcsát a tetejé egeletese megoszló teher terhel két támaszát pedg eg-eg alapfal szolgáltatja A támaszerık a teherrel egesúlba vaak megoszlásukat a megtámasztás szakaszo ugacsak egeletesek tektjük a b a A b lletve a c ábráko felrajzoltuk a teherbıl származó íróerı és omaték ábrát a tárcsa peremet ola öegesúl redszerrel terhelt keretszerkezetek képzelve amel a b ábra -potjá fel va vágva Mvel a pereme a megoszló teher feszültségkét mőködk amel az gébevétel ábrákál taultak értelmébe a omatékfüggvé másodk derváltja íg a pereme a omaték ábra magát a feszültségfüggvét jelet és a íróerı ábra pedg aak elsı derváltját szert a peremfeltételek az ± b pereme: M ( és Q ( és az ± a pereme: M ( ± a és Q ( ± a b pereme és természetese a perem terheek megfelelıe az és az b perem terhelt szakaszá q

q Tárcsák közelítı megoldása Hatvásoros megoldás Tektsük az ábrá felrajzolt tárcsát amelek felsı szélé p agságú egeletese megoszló teher hat amelet a függıleges oldala meté megoszló teherkét mőködı p a eredıjő erı egesúloz A tárcsa h vastagsága a a és b méreteél léegese ksebb Határozzuk meg a tárcsába mőködı feszültségeket Vegük fel a feszültségfüggvét az alább háos kétváltozós polom alakjába: ( α α α α α amel alak em más mt az ( bázsfüggvéek leárs kombácója hsze ( α f ( ahol f ( f ( f ( f ( f ( zek a bázsfüggvéek em képezek ortogoáls redszert íg az egeletredszer egüttható mátra em lesz dagoálmátr A cél az öt egüttható meghatározása ameleket azokból a feltételekbıl határozhatjuk meg hog az ( függvéek egrészt k kell elégítee a tárcsaegeletet másrészt a peremfeltételeket A peremfeltételek az ( derváltjara azaz a tárcsa peremeek külöbözı potjaba elıre smert feszültségértékekre voatkozak Mvel a szerkezet és a teher egarát szmmetrkus elegedı ha csak a bal oldal a tartomát vzsgáljuk Képezzük az ( függvé azo derváltjat amelekre a feltételek kelégítése sorá szükségük lesz: α 6α 6α továbbá: τ 6α α α α α

α α A mezıegelet kelégítése: azaz α α amel íg egszerősíthetı: α α A peremfeltételek redre az alábbak Az b perem terheletle íg ott tehát α b α b α amel egszerősítés utá: α b αb α Az b pereme mőködk a voalmet megoszló teher íg ott az elem hasábra p h omófeszültség hat z eg újabb peremfeltétel: / amel egszerősítés utá: Az α α α b b p / h α b α b α p h / b terheletle pereme a perem-met írófeszültség s zérus azaz τ és ez érvées a sarokpotokra s ahol a eszert τ α ab α a 6 amel egszerősítés utá α b α Végül a tárcsa a peremé a peremre merıleges vízsztes ormálfeszültség s zérus azaz amel ugacsak érvées az ± b sarokpotokra s íg például az b esetbe α b 6α b 6α a b amelet egszerősítve α b α α a Összefoglalva az öt smeretlees leárs egeletredszer tehát az alább alakú: α α b α bα α b α bα α p / h b α α b α α a α amel mt látjuk a teherek köszöhetıe em homogé zt mátr-alakba s felírhatjuk: α b b α b b α p / h b α b a α

ahol az egüttható mátr mt korábba utaltuk rá - em dagoálmátr Az egeletredszer megoldása a polom egütthatót adja: α p hb p b a p p p α α hb α α 8hb 8hb h íg behelettesítés és egszerősítés utá a keresett feszültségfüggvé: p b a b ( ( b hb zutá határozzuk meg a feszültségek függvéet és rajzoljuk fel azokat a tárcsa eges metszetebe A feszültségfüggvéek redre: p ( b a hb ( b b p hb p τ ( b hb Mvel valame feszültség függvée -ba magasabb fokú mt -be célszerő ha a külöbözı értékek mellett a feszültségek függıleges megoszlását vzsgáljuk Tektsük elıször a vízsztes feszültségek függıleges megoszlását a tárcsa középsı metszetébe Itt a feszültségek a p ( ( (b a hb Harmadfokú függvé szert változak és amt az ábrá látjuk -ál a feszültség értéke zérus ± b -él pedg a p a p ( b lletve ( b hb hb értéket vesz fel Most ézzük meg a feszültségek függıleges megoszlását a tárcsa szélsı a metszetébe s:

p ( (b a a ( b p ( a hb hb Amt az ábrá látjuk -ál a feszültség értéke zérus akárcsak ± b -él A függvéek az ± b / ± 77 b értékél va szélsıértéke ahol a feszültség agsága p p ( a b / lletve ( a b / h h Vzsgáljuk most a függıleges feszültségeket Látható hog ezek a feszültségek em függek -tıl íg a tárcsa mde függıleges metszetébe az ábrá látható alakot öltk: az alsó b pereme értékük zérus a felsı b pereme értékük a teherrel egezk A harmadfokú megoszlást az ábra mutatja A függvéek az b pereme va szélsıértéke Végül tektsük a τ írófeszültségek függıleges megoszlását A tárcsa középsı metszetébe em keletkezek írófeszültségek az ± a metszetbe aál kább: τ ( ± p ap a ± ( a ab ( b hb ± hb A írófeszültségek a tárcsa szélé tehát másodfokú megoszlást mutatak a sarkokál az ±b értékél egarát zérus értékkel és az hele mamum értékkel: ap ap τ ( a lletve τ ( a hb hb Az elem és az általáos szlárdságta megoldás összehasolítása kedvéért vzsgáljuk meg a tárcsát geredáak tektve az ábra szert A tárcsa függıleges pereme ható íróerıket a kéttámaszú tartó reakcóerıek tektve az ábrá felrajzoltuk a íróerı és a omaték ábrát A tárcsáál felvett koordátaredszert haszálva a szükséges keresztmetszet jellemzık: h(b hb b h I z S' z ( h( b ( ( b Továbbá az gébevétel függvéek: pa p p Q ( p M ( ( a A feszültségek függvée az elem szlárdságta szert a geredáak tektett tárcsa eg potjába fgelembevéve hog tt az tegel felfelé mutat: p ( a M ( p a p ( ( ( ( a I z hb hb hb ( h( b ' p Q( Sz ( p τ ( b I zh hb hb h A kétféle úto ert feszültségfüggvéek összehasolítását mutatja az alább táblázat lem szlárdságta p ( a hb Általáos szlárdságta p ( b a hb

τ p ( b hb p ( b b hb p ( b hb Látható hog a külöbségek akkor va ag jeletısége ha a geredáak ag a b magassága mert ekkor már em alkalmazhatók az elem szlárdságta feltevések például a sík és merev keresztmetszetek elve amelek köszöhetıe az elem megoldásba em keletkezhetek függıleges feszültségek A magas geredákat tehát faltartókét vags tárcsakét kell kezel Ugaez a helzet a rövd geredákál s ahol a gereda l hosszúsága kcs a keresztmetszet magasságához képest ourer-soros megoldás Perodkus terhelés eseté mt amt az alább ábrá láthatuk célszerőe ourersorok segítségével állíthatjuk elı a megoldást A tárcsa felsı és alsó síkjára ható terhek egesúlba vaak lıször a terheket kell ourer-sorba fejte mvel azok szakadásos függvéek: p( a a cos( α és p( a a cos( α ahol α a Amebe rába tetszılegese hosszúak tekthetı a tárcsa a megoldást vags a tárcsaegeletbe szereplı ( feszültségfüggvét az alább ourer-sor alakjába közelítjük: ( a ( cosα zt a függvét behelettesítve a tárcsaegeletbe a egedk parcáls derváltakat kell képez: α ( cosα A tárcsaegelet ekkor: α α ( cosα α ' ' ' ' ( cosα ' ' ( cosα ' ' ( cosα ' ' ' ' ( cosα

z akkor teljesül ha teljesül a ' ' ' ' ' ' α ( α ( ( feltétel z pedg eg közöséges egedredő homogé leárs dfferecálegelet amelek megoldás módja smert eladatuk eseté az általáos megoldás: ( ( c chα c α chα c shα c α shα α egütthatókat a peremfeltételekbıl határozzuk meg A ég pe- amelbe a remfeltétel c c c c b / -él p( és τ b / -él p( és τ amelekbıl a ég egüttható: sh( α b / ( α b / ch( αb / c ( a a sh( αb αb ch( α b / c ( a a sh( α b α b ch( αb / ( αb / sh( αb / c ( a a sh( α b α b sh( α b / c ( a a sh( α b α b Behelettesítve ezeket ( képletébe majd az íg kapott ( függvét a feszültségfüggvé ( a ( cosα képletébe a tárcsaegelet megoldását kapjuk ek külöbözı másodk derváltjaból az külöbözı értéke mellett összegzésbıl megkapjuk a feszültségek függvéeek -tıl függı közelítı képletet A feszültségek íg számolt megoszlását mutatja az ábra Hasoló úto kaphatuk megoldást egéb szmmetrkus esetekre s Ha a feladat (szerkezet és teher em szmmetrkus a feladat megoldása zárt formába em s állítható elı Látható tehát hog a tárcsák aaltkus közelítı számítása ago ehézkes ezért valamle umerkus közelítı módszert kell választa ek vzsgálatával tt em foglalkozuk