8. RUGALMASSÁGTANI EGYENLETEK



Hasonló dokumentumok
3. MÉRETEZÉS, ELLENŐRZÉS STATIKUS TERHELÉS ESETÉN

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

Dr. Égert János Dr. Pere Balázs Dr. Nagy Zoltán RUGALMASSÁGTAN

Szilárdságtan. Miskolci Egyetem GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR

Differenciál egyenletek (rövid áttekintés) d x 2

2011. március 9. Dr. Vincze Szilvia

Mechanika II. Szilárdságtan Elméleti Kérdések 2016

Lineáris algebra gyakorlat

Vektorok összeadása, kivonása, szorzás számmal, koordináták, lineáris függetlenség

Néhány érdekes függvényről és alkalmazásukról

Mechanika II. Szilárdságtan

A lecke célja: A tananyag felhasználója megismerje a rugalmasságtan 2D feladatainak elméleti alapjait.


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

5. ROBOTOK IRÁNYÍTÓ RENDSZERE Robotok belső adatfeldolgozásának struktúrája

F.I.1. Vektorok és vektorműveletek

alkalmazott hő-h szimuláci

Vasbetonszerkezetek II. STNA252

RAISZ PÉTERNÉ PÉLDATÁR Differenciálegyenletek

Elektromágneses hullámok

10. OPTIMÁLÁSI LEHETŐSÉGEK A MŰVELET-ELEMEK TERVEZÉSEKOR

Koordináta - geometria I.

hajlító nyomaték és a T nyíróerő között ugyanolyan összefüggés van, mint az egyenes rudaknál.

3D Grafika+képszintézis

Analízis előadások. Vajda István február 10. Neumann János Informatika Kar Óbudai Egyetem


SZILÁRDSÁGTAN FOGALOMTÁR

Mechanika. III. előadás március 11. Mechanika III. előadás március / 30

1 1 y2 =lnec x. 1 y 2 = A x2, ahol A R tetsz. y =± 1 A x 2 (A R) y = 3 3 2x+1 dx. 1 y dy = ln y = 3 2 ln 2x+1 +C. y =A 2x+1 3/2. 1+y = x.

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

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

Előadó: Dr. Bukovics Ádám

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

FOLYADÉKOK ÉS GÁZOK MECHANIKAI TULAJDONSÁGAI

László István, Fizika A2 (Budapest, 2013) Előadás

2. előadás: További gömbi fogalmak

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

Trigonometria és koordináta geometria

10.3. A MÁSODFOKÚ EGYENLET

1. El szó. Kecskemét, február 23. K házi-kis Ambrus

A döntő feladatai. valós számok!

Széchenyi István Egyetem. Alkalmazott Mechanika Tanszék

Fluxus. A G vektormező V egyszeresen összefüggő, zárt felületre vett fluxusa:

Koordináta-geometria alapozó feladatok

XIII. FIATAL MŰSZAKIAK TUDOMÁNYOS ÜLÉSSZAKA

A szilárdságtan alapkísérletei I. Egyenes rúd húzása, zömök rúd nyomása

VI. Kétismeretlenes egyenletrendszerek






ALAPFOGALMAK ÉS ALAPTÖRVÉNYEK

Fordítóprogramok Készítette: Nagy Krisztián

Sztojka Miroszláv LINEÁRIS ALGEBRA Egyetemi jegyzet Ungvár 2013

Körmozgás és forgómozgás (Vázlat)

HASONLÓSÁGGAL KAPCSOLATOS FELADATOK. 2,4 cm

Energetikai minőségtanúsítvány összesítő

XII. MAGYAR MECHANIKAI KONFERENCIA MaMeK, 2015 Miskolc, augusztus

Csavarkötés mérése ), (5) μ m a menetes kapcsolat súrlódási tényezője, β a menet élszöge. 1. Elméleti alapok

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK KÖZÉPSZINT Függvények

Analízis 1. (BSc) vizsgakérdések Programtervez informatikus szak tanév 2. félév

ADDITÍV KONVOLÚCIÓS ÖSSZEGEK SPEKTRÁLIS FELBONTÁSA

Másodrendű felületek

Vektoralgebrai feladatok


Vízgyűrűs vákuumszivattyú (Vi)

Elektromágneses hullámok - Hullámoptika

Ipari robotok megfogó szerkezetei

Feszített vasbeton gerendatartó tervezése költségoptimumra

5. Előadás. Megyesi László: Lineáris algebra, oldal. 5. előadás Lineáris függetlenség








Energetikai számítás példa

Fizika belépő kérdések /Földtudományi alapszak I. Évfolyam II. félév/

Definíció (hullám, hullámmozgás):

TDK Dolgozat Ortotróp rétegelt kompozit lemez lengéstani analízise

Lepárlás. 8. Lepárlás

Felületi feszültség és viszkozitás mérése. I. Felületi feszültség mérése. Felületi feszültség mérés és viszkozimetria 2. Fizikai kémia gyakorlat 1

FIZIKA. 10. évfolyamos vizsga

VII. Gyakorlat: Használhatósági határállapotok MSZ EN 1992 alapján Betonszerkezetek alakváltozása és repedéstágassága

MATEMATIKA HETI 3 ÓRA

A regionális fejlesztésért és felzárkóztatásért felelıs. tárca nélküli miniszter 7./2006. (V. 24.) TNM. r e n d e l e t e

Osztályozó és Javító vizsga témakörei matematikából 9. osztály 2. félév

Mágneses szuszceptibilitás vizsgálata

GEOMETRIAI OPTIKA - ÓRAI JEGYZET

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

EGY KERESZTPOLARIZÁCIÓS JELENSÉG BEMUTATÁSA FIZIKAI HALLGATÓI LABORATÓRIUMBAN

Lineáris algebra jegyzet

Tűgörgős csapágy szöghiba érzékenységének vizsgálata I.

BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék VARJU EVELIN

Az alkalmazott matematika tantárgy oktatásának sokszínűsége és módszertanának modernizálása az MSc képzésében

TMDK-DOLGOZAT. Stacionárius és rádiófrekvenciás elektromágneses terek vizsgálata a momentumok módszerének segítségével

100% = 100 pont A VIZSGAFELADAT MEGOLDÁSÁRA JAVASOLT %-OS EREDMÉNY: EBBEN A VIZSGARÉSZBEN A VIZSGAFELADAT ARÁNYA 30%.

MEREVSZÁRNYÚ REPÜLŐGÉPEK VEZÉRSÍK-RENDSZEREINEK KIALAKÍTÁSA 3 REPÜLŐKÉPESSÉG

Átírás:

8 RUALMASSÁTANI EYENLETEK 81 A rugalmasságtani peremérték feladat Adott: - a test/alkatrés alakja és méretei - a test/alkatrés anaga - test/alkatrés terhelései és megtámastásai Keresett: u F A u a test silárdságtani állapotait jellemő menniségek u ( ) a test tetsőleges ( ) pontjának elmodulás vektora F( ) a test tetsőleges ( ) pontjában a fesültségi tenor A ( ) a test tetsőleges ( ) pontjában a alakváltoási tenor u ( ) a test tetsőleges ( ) pontjában a fajlagos alakváltoási energia Kérdés: Milen általános össefüggések állnak fent eek köött a állapotjellemő menniségek köött? Válas: A rugalmasságtani egenletek 8 A egensúli egenletek r V A da dv da n df = F da df = qdv A visgált test tetsőleges alakú A testből kiragadunk eg olan V térfogatot amelet a A árt felület határol és amel teljes egésében a visgált test belsejében helekedik el O A ( ) V körneetének mechanikai hatásait erőkkel vessük figelembe: - a elemi térfogaton megosló erő: df = q dv - a elemi felületen megosló erő: df = ρ da= F n da da A ( V ) testrés egensúlban van: F = 0= qdv + F nda ( V ) ( A) Matematikai emléketető: a auss (kiejtése: gaus) - Ostrogradskij-féle integrál átalakítási tétel: F nda = F dv A V 1

A Hamilton-féle (kiejtése: hemilton) vag nabla (kiejtése: nábla) differenciál operátor deréksögű descartesi (kiejtése: dékárti) koordináta-rendserben: = e + e + e A integrál átalakítási tételt alkalmava: F = 0= ( F + q) dv V ( ) A integrálnak bármel ( V ) válastás esetén el kell tűnnie a integrandus érus A egensúli egenlet: F + q= 0 (vektor egenlet 3 db skaláris egenlet) A skaláris egenletek deréksögű descartesi (dékárti) koordináta-rendserben: ( e e e ) e ρ ρ ρ e e + + + + + q = 0 q 0 Mátri alakban felírva: q 0 + = q 0 A mátrisorást elvégeve három skaláris egenletet kapunk: + + + q = 0 + + + q = 0 + + + q = 0 Egensúli egenletek: kapcsolat a térfogati terhelés és a belső erőrendser/fesültségi állapot köött A M = 0 egensúli egenletből a F fesültségi tenor simmetriája veethető le O 83 Kinematikai (geometriai/ kompatibilitási) egenletek dr u Q u = u Q u A test eg tetsőleges pontjának elemi körneetét visgáljuk meg A Q pont a pont elemi körneetében helekedik el dr = de + d e + d e 13

u u ue ve we A elmodulásmeő: = ( ) = ( ) + ( ) + ( ) A pontho képest a Q pont elmodulása: u = u u = u u Q Sorfejtés: u u u u ( ) = u + d+ d+ d+ merevtestserű magasabbrendű eltolás lineáris rés tagok (( )) Lineáris köelítés esetén: u u u u du = d + d + d e dr e dr e dr Minden tagból dr u u u -t kiemelve: du = e + e + e d r = D d r A elmodulásmeő derivált tenora: D= u (Nem simmetrikus tenor) A derivált tenor felbontása (minden tenor felbontható eg simmetrikus és eg ferdesimmetrikus résre): T T D= D+ D + D D = A +Ψ simmetrikus ferdesimmetrikus rés rés A forgató tenor: a pont elemi körneetének merevtestserű sögelfordulását jellemi T ( D D ) ( u u) Ψ= = (ferdesimmetrikus) A alakváltoási tenor: a pont elemi körneetének alakváltoását jellemi T A= D+ D = u + u (simmetrikus) Kis alakváltoások esetén e a tenoregenlet a kinematikai/geometriai egenlet A tenorok mátria résletesen kiírva: ε A = ε ε u u u v v v D = w w w u v w T u v w D = u v w 1

A alakváltoási tenor koordinátái (elemei): u 1 u v 1 u w ε + + 1 v u v 1 v w A ε = = + + 1 w u 1 w v w ε + + Skaláris egenletek: u u v ε = = = + v v w ε = = = + w u w ε = = = + a simmetria miatt hat skaláris egenlet Kinematikai egenletek: kapcsolat a alakváltoási tenor és a elmodulás vektor koordinátái köött (A alakváltoási tenor elemei nem függetlenek egmástól a három elmodulásmeőből sármatathatók) 8 Anagegenletek általános Hooke törvén A általános Hooke (kiejtése: huk) törvén a lineárisan rugalmas iotróp anagi viselkedést írja le R m Lineárisan rugalmas: a alakváltoások és a fesültségek köött lineáris függvénkapcsolat van R p0 Iotróp: a anagi viselkedés irántól független (éldául a fémek esetében) ε Lineárisan rugalmas alakváltoás esetén a sakító diagram lineáris sakasán vagunk A általános Hooke törvén két egmással egenértékű alakja: F I 1 ν ν α ) A= F E 1+ ν β ) F = A+ E 1 ν A egenletekben sereplő menniségek jelentése: csústató rugalmassági modolus anagjellemők ν oisson téneő FI a fesültségi tenor első skalár invariánsa AI a alakváltoási tenor A I 15

1 0 0 E 0 1 0 = 0 0 1 A α ) alak skaláris egenletei: A β ) alak skaláris egenletei: a egségtenor 1 ν ε= ( ) + + 1 ν = + 1 ν ε = ( ) + + 1 ν = + 1 ν ε = ( ) + + = 1 v + ν = ε + ( ε + ε + ε) 1 ν = ν = ε + ( ε + ε + ε) 1 ν = ν = ε + ( ε + ε + ε) = 1 ν Anagegenletek: kapcsolat a alakváltoási jelemők és a fesültségek köött 85 eremfeltételek n Dinamikai peremfeltétel: F n = p 0 A u da p 0 A p 0 előírt (ismert) felületi terhelés a Ap -n Kinematikai peremfeltétel: u = u 0 O A p A u 0 előírt (ismert) elmodulás a Au -n 86 A rugalmasságtani peremérték feladat megoldása Egistencia és unicitás: Bebionítható hog a rugalmasságtani egenleteknek adott peremfeltételek mellett eg és csak eg megoldása léteik Egakt megoldás: A keresett meők (függvének) minden rugalmasságtani egenletet és peremfeltételt kielégítenek Köelítő megoldás: A keresett meők (függvének) a rugalmasságtani egenletetek és peremfeltételek nem minden egenletét elégítik ki 16

87 A kompatibilitási (össeférhetőségi) egenlet más alakjai a) A Saint-Venant (kiejtése: san-venan) féle kompatibilitási egenlet: Tenoriális alak: A = 0 Skaláris egenletek a deréksögű descartesi koordináta-rendserben (DDKR-ben): ε ε = + ε ε = + ε ε = + ε + = ε + = ε + = Fiikai tartalom: a alakváltoási tenor koordinátái nem függetlenek egmástól b) A Beltrami-Michell (kiejtése: beltrámi-micsel) féle kompatibilitási egenlet: A Saint-Venant féle kompatibilitási egenletbe behelettesítjük a Hooke-törvént és q = 0 Tenoriális alak: ( ν ) 1+ F+ F I = 0 A Laplace (kiejtése: laplas) féle differenciál operátor DDKR-ben: = = + + Skaláris egenletek a DDKR-ben: F FI 1+ ν + = 0 1+ ν 0 + = F FI 1+ ν + = 0 1+ ν 0 + = F FI 1+ ν + = 0 1+ ν 0 + = I I I Fiikai tartalom: A alakváltoási jellemők köötti össefüggések követketében a fesültségi tenor elemei köött a fenti össefüggések állnak fenn 88 akorló feladatok a rugalmasságtani egenletekre 881 feladat: A általános Hooke törvén Adott: A iotróp lineárisan rugalmas test pontjában a fesültségi állapot: = 70 Ma = 50 Ma = Ma = = 0 Ma továbbá a anagi viselkedést jellemő menniségek ν = 03 = 08 Ma 5 17

Feladat: A pont alakváltoási állapotának meghatároása és semléltetése elemi triéderen Kidolgoás: 1 A általános Hooke-törvén: ν A = F FI E 1 + ν ν 03 FI = + + = 70+50+ =130 Ma F I = 130=30 Ma 1 + ν 1+03-5 - ε = ( 70-30 ) =5 = = = 0 16-5 - ε = ( 50-30 ) = 15 = = = 0 16-5 - - ε = ( -30 ) =-15 0 = = = =5 5 16 08 A alakváltoási tenor: 15 ε 5 0 5 e A ε 0 15 0 = = 5 5 0-15 e e ε 88 feladat: A általános Hooke törvén Adott: A test tetsőleges pontja ahol a alábbi menniségek ismertek: ε = 3 ε = = ρ = (0 e 8 e + 0 e) Ma = 80 Ma ν = 05 Feladat: a) A A alakváltoási tenor mátriának a meghatároása b) A F fesültségi tenor mátriának meghatároása Kidolgoás: a) A A alakváltoási tenor mátriának a meghatároása: A alakváltoási tenor mátria a ismert és ismeretlen értékekkel: 5 1 1 A 5 5 1 = 1 ε A ρ fesültségi vektor koordinátái: = 0 Ma = 8 Ma = 0 Ma A általános Hooke törvénből: 5 5 15 18

0 8 = = = 50 60 3 = = = 3 80 80 ν ν = ε + AI = ε + ( ε + ε + ε) 1 ν 1ν 1 ν ν ε = ( ε + ε) = (1 ν) 1ν 1 0 5 0 5 = 0 ( ) = 3 80(1 05) 1 05 A alakváltoási tenor: 15 A 1 30 = 5 30 5 30 5 e 1 5 e e 1 30 b) A F fesültségi tenor mátriának meghatároása: ν F = A A + I E 1 ν A = ε + ε + ε = + = 30 I Behelettesítve: 15 F = 8 1 30 + 5 30 1 0 0 59 19 0 05 + 30 0 1 0 19 0 8 8 = 1 0 5 0 0 1 0 8 0 A fesültségi állapot semléltetése: 0 [ Ma] Ma 0 59 19 8 08 19

883 feladat: A általános Hooke törvén Adott: A pontbeli elemi kockán a fesültségi állapot valamint = 0 a = Ma és ν = 0 5 0 0 30 [ Ma] 0 60 Feladat: A pontbeli alakváltoási állapot meghatároása Kidolgoás: 30 0 A test pontjában a F fesültségi tenor mátria: F = 30 60 0 Ma 0 0 0 A test pontjában a alakváltoási koordináták: 30 0 0 = = = 75 = = = = = = FI = + + = + 60 0 = 30 Ma 1 ν 1 0 5 ε = F 30 1 ν I = = + 1+ 0 5 1 ν 1 0 5 ε = F 60 30 6 75 1 ν I = = + 1+ 0 5 1 ν 1 0 5 ε = F 0 30 3 5 1 ν I = = + 1+ 0 5 150