background image

 

 

Zasada prac przygotowanych

Siła uogólniona – siła skupiona, siła rozłożona na powierzchni, rozłożona liniowo,
                             moment 

Przemieszczenie uogólnione – przemieszczenie odpowiadające sile uogólnionej

Warunkiem koniecznym i wystarczającym równowagi układu materialnego
jest aby algebraiczna suma prac przygotowanych sił zewnętrznych i 
wewnętrznych była równa zeru.

P

A

u

A

u

M

s

background image

 

 

Układy liniowo-sprężyste Układy Clapeyrona

Układ rzeczywisty można uważać za liniowo-sprężysty jeżeli:

-Materiał jest liniowo-sprężysty,

- układ jest w równowadze,

- tarcie jest pomijalnie małe,

- przemieszczenia są na tyle małe, że nie wpływają na skutki działania tych sił.

u

1

P

1

u

2

P

2

u=

1

P

1

+ 

2

P

2

+……. 

n

P

n

background image

 

 

Energia sprężysta układów Clapeyrona

P

1

u

1

V

u

P

L

i

n

i

i

1

2

1

Energia sprężysta pręta rozciąganego (ściskanego)

E,A,l

P

EA

l

P

l

P

V

2

2

1

2

EA

N

dx

dV

2

2

l

2

dx

EA

N

2

1

V

background image

 

 

Energia sprężysta pręta rozciąganego (ściskanego)

n

i

i

i

i

i

A

E

l

N

V

1

2

2

Energia sprężysta przy zginaniu



n

i

l

i

i

gi

g

i

EI

dx

M

V

EI

M

dx

dV

1

2

2

)

(

2

;

2

Energia sprężysta przy skręcaniu



n

i

l

i

i

si

s

i

GI

dx

M

V

GI

M

dx

dV

1

0

2

0

2

)

(

2

;

2

background image

 

 

;

2

2

GA

T

dx

dV

Energia sprężysta przy ścinaniu

- współczynnik zależny od kształtu przekroju
    poprzecznego

Twierdzenie o wzajemności prac i przemieszczeń – twierdzenie Betty’ego

u

1

P

1

u

2

P

2

u

11

P

1

u

21

u

12

u

22

P

2

21

2

12

1

u

P

u

P

Suma prac sił układu pierwszego na odpowiadających im  przemieszczeniach wywołanych
 siłami układu drugiego równa jest sumie prac sił układu drugiego na odpowiadających im
przemieszczeniach wywołanych siłami układu pierwszego.

background image

 

 

Twierdzenie Castigliano

Pochodna cząstkowa energii sprężystej całego układu  względem siły uogólnionej 
równa jest przemieszczeniu uogólnionemu odpowiadającemu tej sile.

i

i

u

P

V

Przykład 

u=
f

P

Dane: P, l, EI

Szukane: f,  

?

;

P

V

f

background image

 

 

u=
f

P

0





d

M

d

M

V

Wprowadzamy uogólnioną siłę dodatkową równą 0

M

d

=0

x

d

g

M

Px

x

M

P

x

T

l

x

)

(

;

)

(

0

l

g

EI

dx

x

M

GA

l

T

V

l

x

0

2

2

2

)

(

2

0

=0

background image

 

 

x

dP

x

dM

dx

dP

x

dM

x

M

EI

P

V

f

g

l

g

g

)

(

;

)

(

)

(

1

0

EI

Pl

dx

x

Px

EI

f

l

3

)

)(

(

1

3

0

0

9

0

)

(

)

(

1









d

d

M

d

g

l

g

M

d

dx

dM

x

dM

x

M

EI

M

V

;

1

)

(

d

g

dM

x

dM

EI

Pl

dx

M

Px

EI

d

M

l

d

2

)

1

(

)

(

1

2

0

0





background image

 

 

Twierdzenie Menabrea 

0

i

R

V

W układzie liniowo sprężystym sztywnie podpartym pochodna cząstkowa
energii sprężystej  całego układu względem wielkości podporowej statycznie
niewyznaczalnej jest równa zeru. Zasada minimum energii.

Przykład

l, EI 

q

R

B

l, EI 

q

R

A

M

A

background image

 

 

R

B

l, EI 

q

R

A

M

A

Równania równowagi

;

0

5

,

0

;

0

;

0

2

ql

l

R

M

M

R

R

F

F

A

A

iB

B

A

iy

ix

0

A

M

V

Twierdzenie Menabrea 

background image

 

 

;

5

,

0

)

(

;

)

(

0

2

qx

x

R

M

x

M

qx

R

x

T

l

x

A

A

g

A

l

g

EI

dx

x

M

GA

l

T

V

l

x

0

2

2

2

)

(

2

0

0

)

(

)

(

1

0

dx

dM

x

dM

x

M

EI

M

V

l

A

g

g

A

l

M

ql

R

A

A

 5

,

0

;

1

)

(

;

5

,

0

5

,

0

)

(

2

l

x

dM

x

dM

qx

l

x

M

qlx

M

x

M

A

g

A

A

g

;

8

1

2

ql

M

A

background image

 

 

;

8

1

2

ql

M

A

Z równań równowagi

;

8

3

;

8

5

ql

R

ql

R

B

A

background image

 

 

Układy zamknięte – wyznaczanie sił wewnętrznych

P

P


Document Outline