Inercijos momento skaičiuoklė (skerspjūvio inercijos momentas)

Įveskite savo reikšmes. Atsakymas ir visas sprendimas atsinaujina jums rašant.

Rezultatas

Plotas A6600 mm²
Svorio centras ȳ nuo apačios135,5 mm
Ix2,618 × 10⁷ mm⁴
Iy5745000 mm⁴
Sx (viršus)405662 mm³
Sx (apačia)193302 mm³
Atsparumo momentas Sy76600 mm³
rx62,99 mm
ry29,5 mm
DalisA (mm²)y (mm)A·y (mm³)I₀ (mm⁴)d (mm)A·d² (mm⁴)
lentyna300019057000010000054,558925620
sienelė3600903240009720000−45,457438017

Apskaičiuokite įprastų skerspjūvių inercijos momentą (skerspjūvio plotą atitinkantį antrąjį momentą): pilnų ir tuščiavidurių stačiakampių, pilnų ir tuščiavidurių apskritimų, simetrinių dvitėjų sijų, T profilių ir U profilių. Gausite plotą, svorio centro padėtį, Ix ir Iy svorio centro ašių atžvilgiu, tampriuosius atsparumo momentus ir inercijos spindulius. Sudėtinėms formoms žingsniuose Šteinerio teorema taikoma dalis po dalies, lygiai taip, kaip darytumėte ranka.

Sprendimas žingsnis po žingsnio

Padalykite skerspjūvį į stačiakampius

lentyna: 150 × 20 mm, A = 3000 mm², y = 190 mm
sienelė: 20 × 180 mm, A = 3600 mm², y = 90 mm

Svorio centras

ȳ = ΣA·y/ΣA = (3000·190 + 3600·90)/6600 = 894000/6600 = 135,5 mm
x̄ = 75 mm (simetrijos ašis)

Ix: Šteinerio teorema I = I₀ + A·d²

lentyna: 150·20³/12 + 3000·54,55² = 9025620 mm⁴
sienelė: 20·180³/12 + 3600·45,45² = 1,716 × 10⁷ mm⁴
Ix = 9025620 + 1,716 × 10⁷ = 2,618 × 10⁷ mm⁴

Iy: Šteinerio teorema I = I₀ + A·d²

lentyna: 20·150³/12 + 3000·0² = 5625000 mm⁴
sienelė: 180·20³/12 + 3600·0² = 120000 mm⁴
Iy = 5625000 + 120000 = 5745000 mm⁴

Atsparumo momentas ir inercijos spindulys

Sx = Ix/ymax: (2,618 × 10⁷)/64,55 = 405662 mm³ (viršus), (2,618 × 10⁷)/135,5 = 193302 mm³ (apačia)
Sy = Iy/xmax = 5745000/75 = 76600 mm³
rx = √(Ix/A) = 62,99 mm, ry = √(Iy/A) = 29,5 mm

Pagrindinės formulės

Svorio centras
ȳ = ΣAiyi/ΣAi
Stačiakampis
I = bh³/12
Šteinerio teorema
I = Ic + A·d²
Sudėtinis skerspjūvis
I = Σ(Ic,i + Aidi²)

Kaip rasti sudėtinio skerspjūvio inercijos momentą

  1. Padalykite skerspjūvį į stačiakampius, o angas laikykite neigiamais plotais. Užsirašykite kiekvienos dalies plotą A ir svorio centro aukštį y, matuojamą nuo atskaitos linijos, pavyzdžiui, apatinio krašto.
  2. Raskite viso skerspjūvio svorio centrą: ȳ = ΣA·y/ΣA.
  3. Kiekvienai daliai paimkite jos nuosavą inercijos momentą savo svorio centro atžvilgiu, stačiakampiui b·h³/12, ir pridėkite A·d², kur d – atstumas nuo dalies svorio centro iki skerspjūvio svorio centro.
  4. Sudėkite dalis (angas atimkite) ir gausite Ix. Pakartokite su horizontaliais atstumais, kad gautumėte Iy.
  5. Atsparumo momentas S = I/y_max, kur y_max – atstumas iki tolimiausio pluošto; inercijos spindulys r = √(I/A).

Klausimai ir atsakymai

Ar tai tas pats, kas masės inercijos momentas?

Ne. Tai skerspjūvio inercijos momentas, išreiškiamas mm⁴ arba in⁴, kuris aprašo, kaip skerspjūvio forma priešinasi lenkimui. Masės inercijos momentas, kg·m², aprašo, kaip kūnas priešinasi sukimui, ir priklauso nuo jo masės.

Kodėl T profilis turi du atsparumo momentus?

Jo svorio centras nėra viduryje aukščio, todėl atstumas iki viršutinio pluošto skiriasi nuo atstumo iki apatinio pluošto. Kiekvienas duoda savo S = I/y, o mažesnysis duoda didesnį lenkimo įtempį.

Kodėl b·h³/12, o ne b³·h/12?

Svarbi ašis. Lenkiant apie horizontaliąją x ašį, aukštis h yra ašiai statmenas matmuo ir keliamas kubu: Ix = b·h³/12. Apie vertikaliąją ašį vaidmenys sukeičiami: Iy = h·b³/12.

Kas yra Šteinerio teorema?

I = I₀ + A·d²: inercijos momentas bet kurios ašies atžvilgiu lygus inercijos momentui lygiagrečios ašies, einančios per svorio centrą, atžvilgiu, pridėjus plotą, padaugintą iš atstumo tarp ašių kvadrato. Ji perkelia sudėtinio skerspjūvio dalis į bendrą ašį.

Ar įskaičiuojami valcuotų plieno profilių kampų užapvalinimai?

Ne. Lentynos ir sienelės laikomos paprastais stačiakampiais, todėl rezultatai šiek tiek mažesni už plieno lentelių reikšmes, kuriose įskaičiuoti sienelės ir lentynos sandūros užapvalinimai.

Kokius vienetus galiu naudoti?

Milimetrus, rezultatai pateikiami mm², mm³ ir mm⁴, arba coliais, rezultatai pateikiami in², in³ ir in⁴. Perjunkite vienetų perjungikliu.

Pasipraktikuokite patys

Praktikuoti temą Svorio centras ir inercijos momentas

Skaičiuoklė pateikia atsakymą. Per egzaminą jums reikia metodo: praktikuokite jį su naujais uždaviniais, užuominomis ir sprendimais.

</> Įterpti

Nemokamai dėstytojams ir mokykloms: įklijuokite šį kodą į kurso puslapį, LMS ar svetainę. Studentai gali naudotis skaičiuotuvu ir jo sprendimu žingsnis po žingsnio be paskyros.

Daugiau skaičiuoklių