Statika: pasiruošimo paketas

Formulių lapai, pagrindiniai kiekvienos temos metodų žingsniai ir 12 uždavinių, o pilni sprendimai pateikti gale.

Nauji uždaviniaiAtgal į kursą

Spausdinimo lange pasirinkite „Išsaugoti kaip PDF“, kad nuosavą kopiją išsaugotumėte savo įrenginyje.

1Formulės ir metodai

Vektoriai: skaliarinė ir vektorinė sandauga

Modulis
|a| = √(ax² + ay² + az²)
Vienetinis vektorius
û = a/|a|
Komponentės pagal kampą
Fx = F·cos θ, Fy = F·sin θ
Skaliarinė sandauga
a·b = axbx + ayby + azbz = |a||b|cos θ
a skaliarinė projekcija į b
a·b/|b|
Darbas
W = F·d
Vektorinė sandauga
a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx)
Plotai
lygiagretainis |a × b|, trikampis ½|a × b|
Momentas taško O atžvilgiu
MO = r × F, r = A − O
Gretasienio tūris
V = |a·(b × c)|

Metodas

  1. Kiekvieną vektorių užrašykite komponentėmis; jėgai, pateiktai moduliu ir kampu, naudokite F·cos θ ir F·sin θ.
  2. Ilgiams ir kryptims naudokite modulį √(x² + y² + z²) ir vienetinį vektorių a/|a|.
  3. Skaliarinę sandaugą naudokite kampams, projekcijoms, statmenumui ir darbui: a·b = |a||b|cos θ.
  4. Vektorinę sandaugą naudokite statmeniems vektoriams, plotams ir momentams: atidžiai užrašykite tris komponentes, išlaikydami tvarką a × b.

Sijų atramų reakcijos

Pusiausvyra
ΣFx = 0, ΣFy = 0, ΣM = 0
Tolygi apkrova
atstojamoji w·L apkrovos viduryje
Momentas
M = F·d

Metodas

  1. Nubraižykite laisvojo kūno diagramą ir kiekvieną atramą pakeiskite jos reakcijomis.
  2. Kiekvieną išskirstytąją apkrovą pakeiskite viena jėga, veikiančia jos svorio centre.
  3. Momentų lygtį užrašykite vienos atramos atžvilgiu ir raskite kitos atramos reakciją.
  4. Likusiai reakcijai rasti naudokite ΣFy = 0 ir patikrinkite antrąja momentų lygtimi.

Santvara: mazgų metodas

Mazgų metodas
ΣFx = 0, ΣFy = 0 at each joint
Pjūvių metodas
ΣM = 0 about a cut point
Strypo jėga
teigiama = tempimas, neigiama = gniuždymas

Metodas

  1. Raskite visos santvaros atramų reakcijas.
  2. Mazgų metodas: pradėkite nuo mazgo, kuriame ne daugiau kaip dvi nežinomos strypų jėgos, ir naudokite ΣFx = 0 ir ΣFy = 0.
  3. Pjūvių metodas: perpjaukite per reikiamą strypą ir užrašykite momentų lygtį taško, kuriame susikerta kiti nežinomi strypai, atžvilgiu.
  4. Tarkite, kad strypas tempiamas; neigiamas atsakymas reiškia gniuždymą.

Rėmai ir mechanizmai

Kiekvieno strypo pusiausvyra
ΣFx = 0, ΣFy = 0, ΣM = 0
Dviejų jėgų strypas
jėga veikia tiese, einančia per jo du šarnyrus
Šarnyro jėga
vienodo didumo ir priešingos jėgos dviem sujungiamiems strypams
Šarnyro jėgos modulis
F = √(Fx² + Fy²)
Svertas, replės, kampinis svertas
Fin·a = Fout·b
Alkūninis mechanizmas
Flink = F/(2 sin θ), Q = F/(2 tan θ)
Tolygi apkrova
atstojamoji w·L apkrovos viduryje

Metodas

  1. Nubraižykite visą konstrukciją ir raskite atramų reakcijas, jei nežinomųjų ne daugiau kaip trys.
  2. Raskite dviejų jėgų strypus: apkrauti tik dviejuose šarnyruose, jų jėga veikia tiese tarp tų šarnyrų.
  3. Išardykite rėmą ir nubraižykite kiekvieną strypą atskirai; kur strypai susijungia, šarnyrų jėgos vienodo didumo ir priešingos krypties.
  4. Kiekvienam strypui imkite momentus šarnyro, kuriame veikia nežinomos jėgos, atžvilgiu, tada naudokite ΣFx = 0 ir ΣFy = 0; komponentes į modulį sujunkite pačioje pabaigoje.

Skersinė jėga ir lenkimo momentas

Skersinė jėga ir momentas
V = ΣF vienoje pusėje, M = ΣF·d vienoje pusėje
Lenkimo įtempis
σ = M·y/I
Stačiakampis
I = bh³/12
Atsparumo momentas
W = I/ymax
Laisvai atremta, tolygi apkrova
Mmax = wL²/8

Metodas

  1. Atramų reakcijas raskite iš visos sijos pusiausvyros.
  2. Perpjaukite siją reikiamame pjūvyje ir palikite vieną pusę.
  3. Skersinė jėga: tos pusės vertikaliųjų jėgų suma. Lenkimo momentas: jų momentų pjūvio atžvilgiu suma.
  4. Didžiausiam momentui rasti nustatykite, kur skersinė jėga lygi nuliui.

Svorio centras ir inercijos momentas

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

2Uždaviniai

1.Vektoriai: skaliarinė ir vektorinė sandaugaVidutinis
xyzdFAB

Pastovi jėga F = (25, −20, 30) N veikia kūną, kuris tiesiai juda iš taško A(3, 3, −4) į tašką B(−1, 5, 3). Koordinatės pateiktos metrais. Raskite jėgos atliktą darbą W.

F = (25, −20, 30) NA(3, 3, −4) mB(−1, 5, 3) m
W = J
2.Vektoriai: skaliarinė ir vektorinė sandaugaSunkus
xyzab

Vienetinis vektorius n̂ statmenas abiem vektoriams a = (−4, −5, 3) ir b = (−5, −2, −4) ir turi teigiamą z komponentę. Raskite jo y komponentę n̂y.

a = (−4, −5, 3)b = (−5, −2, −4)n̂z > 0
n̂y =
3.Sijų atramų reakcijosVidutinis
P1​ = 40 kNP2​ = 55 kNABRA​ = ?RB​3 m0,5 m1,5 m

Laisvai atremta sija turi šarnyrinę atramą A ir ritininę atramą B. Raskite vertikaliąją atramos reakciją RA.

L = 5 mP1 = 40 kN ties 3 mP2 = 55 kN ties 3,5 m
RA = kN
4.Sijų atramų reakcijosSunkus
w = 2 kN/mP = 45 kNQ = 30 kNADCRD​ = ?2 m4 m2 m2 m

Sudėtinė sija taške A įtvirtinta sienoje, turi vidinį šarnyrą C (6 m nuo A) ir remiasi į ritininę atramą D (10 m nuo A). Ją veikia sutelktoji jėga P, esanti 8 m atstumu nuo A, tolygiai išskirstyta apkrova w visoje dalyje CD ir sutelktoji jėga Q, esanti 2 m atstumu nuo A. Raskite ritininės atramos reakciją RD.

AC = 6 mAD = 10 mP = 45 kN ties 8 mw = 2 kN/m nuo 6 iki 10 mQ = 30 kN ties 2 m
RD = kN
5.Santvara: mazgų metodasVidutinis
ABBCACACB50 kN6 m4 m2 m

Mazgų metodu raskite jėgą FBC strype BC. Tempimą nurodykite teigiamu, gniuždymą – neigiamu.

tarpatramis = 6 maukštis = 2 mB yra 4 m nuo Avertikalioji apkrova = 50 kN
FBC = kN
6.Santvara: mazgų metodasSunkus
ABBCACACB15 kN30 kN4 m1 m3 m

Mazgų metodu raskite jėgą FAB strype AB. Tempimą nurodykite teigiamu, gniuždymą – neigiamu.

tarpatramis = 4 maukštis = 3 mB yra 1 m nuo Avertikalioji apkrova = 15 kNhorizontalioji apkrova = 30 kN →
FAB = kN
7.Rėmai ir mechanizmaiVidutinis
5 kN0,8 m1,7 m1,5 mABCD

Horizontali sija AB šarnyru pritvirtinta prie sienos taške A ir paremta atspara CD, šarnyru pritvirtinta prie sienos taške C, 1,5 m žemiau A. Taške B kabo 5 kN apkrova. Svorių nepaisykite. Raskite šarnyro jėgos, veikiančios siją taške A, didumą A.

P = 5 kNAD = 0,8 mAB = 2,5 mAC = 1,5 m
A = kN
8.Rėmai ir mechanizmaiSunkus
5 kN0,5 kN3 m2 mABC

Tolygi horizontali strėlė AB, sverianti 0,5 kN, šarnyru pritvirtinta prie sienos taške A ir laikoma lyno nuo galo B iki sienos taško C, 2 m virš A. Taške B kabo 5 kN apkrova. Raskite lyno įtempimą T.

W = 5 kNWb = 0,5 kNAB = 3 mAC = 2 m
T = kN
9.Skersinė jėga ir lenkimo momentasVidutinis
w = 10 kN/mABpjūvis1,5 m6,5 m

Raskite lenkimo momentą Mx pjūvyje x = 1,5 m nuo atramos A. Teigiamais laikykite momentus, tempiančius apatinius sluoksnius, ir aukštyn nukreiptą skersinę jėgą kairiajame paviršiuje.

L = 8 mw = 10 kN/m nuo 0 iki 8 mx = 1,5 m
Mx = kN·m
10.Skersinė jėga ir lenkimo momentasSunkus
w = 5 kN/mP = 30 kNAB6 m2 m

Laisvai atremta sija visu tarpatramiu apkrauta tolygiai išskirstyta apkrova w ir sutelktąja jėga P. Raskite didžiausią sijos lenkimo momentą Mmax.

L = 8 mP = 30 kN ties 6 mw = 5 kN/m nuo 0 iki 8 m
Mmax = kN·m
11.Svorio centras ir inercijos momentasVidutinis
220150t = 16xmatmenys mm

Lovinis skerspjūvis atvira puse į viršų: 220 mm pločio pagrindo plokštė su dviem vertikaliomis lentynomis, bendrasis aukštis 150 mm. Pagrindo ir lentynų storis vienodas – 16 mm. Raskite jo inercijos momentą Ix horizontaliosios ašies x, einančios per svorio centrą, atžvilgiu.

b = 220 mmh = 150 mmt = 16 mm
Ix = × 10⁶ mm⁴
12.Svorio centras ir inercijos momentasSunkus
160102008xM = 15 kN·mmatmenys mm

Tėjinis skerspjūvis naudojamas kaip sija su lentyna viršuje ir veikiamas teigiamo lenkimo momento 15 kN·m. Raskite lenkimo įtempio σviršus dydį viršutiniame krašte.

bf = 160 mmtf = 10 mmtw = 8 mmhw = 200 mmM = 15 kN·m
σviršus = MPa

3Tirpalai

1.Vektoriai: skaliarinė ir vektorinė sandauga

Atsakymas: W = 70 J

Skaliarinė sandauga: a·b = axbx + ayby + azbz = |a|·|b|·cos θ, skaliaras. Ji duoda kampą tarp dviejų vektorių, cos θ = a·b/(|a|·|b|), ir lygi nuliui, kai vektoriai statmeni. Skaliarinė a projekcija į b yra a·b/|b|, o pastovi jėga F, poslinkiu d atliekanti darbą, atlieka darbą W = F·d.

Poslinkis

d = B − A = (−1, 5, 3) − (3, 3, −4) = (−4, 2, 7) m

Darbas

W = F·d = 25·(−4) + (−20)·2 + 30·7 = 70 J

Atsakymas

W = 70 J
2.Vektoriai: skaliarinė ir vektorinė sandauga

Atsakymas: n̂y = 0,7064

Vektorinė sandauga: a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx) yra statmena abiem vektoriams, o |a × b| = |a|·|b|·sin θ yra jų sudaryto lygiagretainio plotas (trikampio plotas yra pusė jo). Eilės tvarka svarbi: b × a = −(a × b). Jėgos F, veikiančios taške A, momentas taško O atžvilgiu yra MO = r × F, kur r = A − O.

Vektorinė sandauga

(a × b)x = aybz − azby = (−5)·(−4) − 3·(−2) = 26
(a × b)y = azbx − axbz = 3·(−5) − (−4)·(−4) = −31
(a × b)z = axby − aybx = (−4)·(−2) − (−5)·(−5) = −17

Normalizuokite

a × b z komponentė neigiama, todėl naudokite −(a × b).

|a × b| = √(26² + (−31)² + (−17)²) = 43,89
n̂ = −(26, −31, −17)/43,89 = (−0,5924, 0,7064, 0,3874)
n̂y = 0,7064

Atsakymas

n̂y = 0,7064
3.Sijų atramų reakcijos

Atsakymas: RA = 32,5 kN

Statinė pusiausvyra: rimties būsenos kūnui ΣFx = 0, ΣFy = 0 ir ΣM = 0 bet kurio taško atžvilgiu. Imant momentus vienos atramos atžvilgiu, tos atramos reakcija dingsta iš lygties.

P1​ = 40 kNP2​ = 55 kNABRA​RB​3 m0,5 m1,5 m

Laisvojo kūno diagrama

Atramas pakeiskite reakcijos jėgomis. Ritininė atrama duoda vieną vertikaliąją reakciją; kai apkrovos tik vertikalios, šarnyrinė atrama taip pat duoda vieną vertikaliąją reakciją.

Pusiausvyra

Momentai A atžvilgiu, teigiami prieš laikrodžio rodyklę. Tada vertikaliųjų jėgų pusiausvyra.

ΣMA = 0: RB·5 = 40·3 + 55·3,5
RB = 312,5/5 = 62,5 kN
ΣFy = 0: RA = 95 − 62,5 = 32,5 kN

Atsakymas

RA = 32,5 kN
4.Sijų atramų reakcijos

Atsakymas: RD = 26,5 kN

Statinė pusiausvyra: rimties būsenos kūnui ΣFx = 0, ΣFy = 0 ir ΣM = 0 bet kurio taško atžvilgiu. Kiekvieną išskirstytąją apkrovą pakeiskite jos atstojamąja (diagramos plotu), veikiančia apkrovos diagramos svorio centre, ir imkite momentus atramos atžvilgiu, kad tos atramos reakcija dingtų iš lygties. Vidinis šarnyras negali perduoti lenkimo momento, todėl gaunama viena papildoma lygtis: bet kurios pusės jėgų momentas šarnyro atžvilgiu lygus nuliui.

Dalis CD

Šarnyre momento nėra, todėl vien dalies CD momentai taško C atžvilgiu turi būti pusiausviri.

W = 2·4 = 8 kN ties 2 m nuo C
ΣMC = 0: RD·4 = 45·2 + 8·2
RD = 26,5 kN
VC = 53 − 26,5 = 26,5 kN

Atsakymas

RD = 26,5 kN
5.Santvara: mazgų metodas

Atsakymas: FBC = −47,14 kN

Mazgų metodas: kiekvienas santvaros mazgas yra pusiausvyroje, todėl kiekviename mazge ΣFx = 0 ir ΣFy = 0. Pradėkite nuo mazgo, kuriame ne daugiau kaip dvi nežinomos strypų jėgos. Neigiamas rezultatas reiškia, kad strypas gniuždomas.

ABBCACACB50 kNAy​Cy​

Atramų reakcijos

Visos santvaros pusiausvyra. Momentai A atžvilgiu, teigiami prieš laikrodžio rodyklę.

ΣMA = 0: Cy·6 = 50·4 → Cy = 33,33 kN
ΣFy = 0: Ay = 50 − 33,33 = 16,67 kN

Mazgas C

Ritininė atrama duoda tik vertikaliąją reakciją, todėl mazge C yra tik dvi nežinomos strypų jėgos. Tarkite, kad abu tempiami.

sin γ = 2/2,828 = 0,7071, cos γ = 2/2,828 = 0,7071
ΣFy = 0: Cy + FBC·sin γ = 0 → FBC = −33,33/0,7071 = −47,14 kN

Atsakymas

FBC = −47,14 kN (gniuždymas)
6.Santvara: mazgų metodas

Atsakymas: FAB = 11,86 kN

Mazgų metodas: kiekvienas santvaros mazgas yra pusiausvyroje, todėl kiekviename mazge ΣFx = 0 ir ΣFy = 0. Pradėkite nuo mazgo, kuriame ne daugiau kaip dvi nežinomos strypų jėgos. Neigiamas rezultatas reiškia, kad strypas gniuždomas.

ABBCACACB15 kN30 kNAy​Cy​Ax​

Atramų reakcijos

Visos santvaros pusiausvyra. Momentai A atžvilgiu, teigiami prieš laikrodžio rodyklę.

ΣMA = 0: Cy·4 = 15·1 + 30·3 → Cy = 26,25 kN
ΣFy = 0: Ay = 15 − 26,25 = −11,25 kN
ΣFx = 0: Ax = −30 kN

Mazgas A

Tarkite, kad kiekvienas strypas tempiamas (traukia nuo mazgo). Tik AB turi vertikaliąją dedamąją mazge A.

sin α = 3/3,162 = 0,9487
ΣFy = 0: Ay + FAB·sin α = 0
FAB = −−11,25/0,9487 = 11,86 kN

Atsakymas

FAB = 11,86 kN (tempimas)
7.Rėmai ir mechanizmai

Atsakymas: A = 13,5 kN

Rėmai ir mechanizmai: skirtingai nei santvara, rėmas turi bent vieną strypą, kuris apkrautas daugiau nei dviejuose taškuose arba turi apkrovą tarp šarnyrų. Pirmiausia ieškokite dviejų jėgų strypų: strypo, apkrauto tik dviejuose šarnyruose, jėga veikia tiese per juos, todėl jis prideda vieną nežinomąjį, o ne du. Tada atramų reakcijoms naudokite visą konstrukciją, jei nežinomųjų ne daugiau kaip trys. Galiausiai išardykite rėmą: kiekvieną strypą nubraižykite atskirai, su vienodo didumo ir priešingomis šarnyrų jėgomis dviem juos jungiantiems strypams, ir užrašykite jam ΣFx = 0, ΣFy = 0 ir ΣM = 0. Imant momentus šarnyro atžvilgiu, abi to šarnyro jėgos komponentės iš lygties iškrenta.

Atsparos jėga

FCD = 5·2,5/(0,8824·0,8) = 17,71 kN

Komponentės taške A

Ax = FCD·cos α = 8,333 kN (link sienos)
Ay = 5 − FCD·sin α = −10,62 kN

Modulis

A = √(8,333² + −10,62²) = 13,5 kN

Atsakymas

A = 13,5 kN

Neigiamas Ay reiškia, kad siena traukia siją žemyn taške A.

8.Rėmai ir mechanizmai

Atsakymas: T = 9,465 kN

Rėmai ir mechanizmai: skirtingai nei santvara, rėmas turi bent vieną strypą, kuris apkrautas daugiau nei dviejuose taškuose arba turi apkrovą tarp šarnyrų. Pirmiausia ieškokite dviejų jėgų strypų: strypo, apkrauto tik dviejuose šarnyruose, jėga veikia tiese per juos, todėl jis prideda vieną nežinomąjį, o ne du. Tada atramų reakcijoms naudokite visą konstrukciją, jei nežinomųjų ne daugiau kaip trys. Galiausiai išardykite rėmą: kiekvieną strypą nubraižykite atskirai, su vienodo didumo ir priešingomis šarnyrų jėgomis dviem juos jungiantiems strypams, ir užrašykite jam ΣFx = 0, ΣFy = 0 ir ΣM = 0. Imant momentus šarnyro atžvilgiu, abi to šarnyro jėgos komponentės iš lygties iškrenta.

Lyno kampas

BC = √(3² + 2²) = 3,606 m, sin β = 0,5547

Momentai A atžvilgiu

T·0,5547·3 = 5·3 + 0,5·1,5
T = 9,465 kN

Atsakymas

T = 9,465 kN
9.Skersinė jėga ir lenkimo momentas

Atsakymas: Mx = 48,75 kN·m

Pjūvių metodas: perpjaukite siją ten, kur norite rasti vidines jėgas, ir palikite vieną pusę. Skersinė jėga V atsveria tos pusės vertikaliąsias jėgas, o lenkimo momentas M – jų momentus pjūvio atžvilgiu.

Atramų reakcijos

Visos sijos pusiausvyra.

Išskirstytosios apkrovos atstojamoji: W = w·ℓ = 10·8 = 80 kN, veikianti taške x̄ = 4 m
ΣMA = 0: RB·8 = 10·8·4
RB = 320/8 = 40 kN
ΣFy = 0: RA = 80 − 40 = 40 kN
w = 10 kN/mABRA​ = 40RB​ = 40pjūvis1,5 m6,5 m

Perpjaukite ties x = 1,5 m ir palikite kairiąją dalį

Įskaitomos tik jėgos kairiau pjūvio. Išskirstytosios apkrovos dalis veikia kaip viena jėga tos dalies viduryje.

M = RA·x − (kiekviena apkrova kairiau pjūvio × jos atstumas iki pjūvio)
Mx = 40·1,5 − 10·1,5·0,75 = 48,75 kN·m

Atsakymas

Mx = 48,75 kN·m
10.Skersinė jėga ir lenkimo momentas

Atsakymas: Mmax = 75,63 kN·m

Pjūvių metodas: perpjaukite siją ten, kur norite rasti vidines jėgas, ir palikite vieną pusę. Skersinė jėga V atsveria tos pusės vertikaliąsias jėgas, o lenkimo momentas M – jų momentus pjūvio atžvilgiu. Didžiausias momentas: kadangi dM/dx = V, lenkimo momentas didžiausias ten, kur skersinė jėga eina per nulį – sutelktosios jėgos vietoje arba išskirstytosios apkrovos ruože.

Atramų reakcijos

Visos sijos pusiausvyra.

Išskirstytosios apkrovos atstojamoji: W = w·ℓ = 5·8 = 40 kN, veikianti taške x̄ = 4 m
ΣMA = 0: RB·8 = 30·6 + 5·8·4
RB = 340/8 = 42,5 kN
ΣFy = 0: RA = 70 − 42,5 = 27,5 kN

Kur V = 0?

RA − w·x0 = 0 → x0 = 27,5/5 = 5,5 m

Didžiausias momentas

Mmax = RA·x0 − w·x0²/2 = 27,5·5,5 − 5·5,5²/2 = 75,63 kN·m

Atsakymas

Mmax = 75,63 kN·m

Tai yra taške x = 5,5 m nuo A.

11.Svorio centras ir inercijos momentas

Atsakymas: Ix = 17,37 × 10⁶ mm⁴

Sudėtiniai skerspjūviai: padalykite skerspjūvį į stačiakampius. Svorio centras yra plotais svertinis vidurkis ȳ = ΣAᵢyᵢ/ΣAᵢ. Inercijos momentas centrinės ašies atžvilgiu sumuoja kiekvienos dalies nuosavą bh³/12 ir Šteinerio narį A·d², kur d – atstumas nuo dalies svorio centro iki bendro svorio centro. Lenkimo įtempis σ = M·y/I.

Padalykite į stačiakampius

Pagrindą imkite viso pločio, o dvi lentynas virš jo (aukštis h − t), kad niekas nebūtų įskaičiuota du kartus.

bazė: A1 = 220·16 = 3520 mm², y1 = 8 mm
dvi lentynos: A2 = 2·16·134 = 4288 mm², y2 = 16 + 134/2 = 83 mm

Svorio centras

ȳ = (3520·8 + 4288·83)/7808 = 49,19 mm

Šteinerio teorema

bazė: 220·16³/12 + 3520·(8 − 49,19)² = 6,047 × 10⁶ mm⁴
dvi lentynos: 2·16·134³/12 + 4288·(83 − 49,19)² = 1,132 × 10⁷ mm⁴
Ix = 6,047 × 10⁶ + 1,132 × 10⁷
Ix = 1,737 × 10⁷ mm⁴ = 17,37 × 10⁶ mm⁴

Atsakymas

Ix = 17,37 × 10⁶ mm⁴
12.Svorio centras ir inercijos momentas

Atsakymas: σviršus = 60,88 MPa

Sudėtiniai skerspjūviai: padalykite skerspjūvį į stačiakampius. Svorio centras yra plotais svertinis vidurkis ȳ = ΣAᵢyᵢ/ΣAᵢ. Inercijos momentas centrinės ašies atžvilgiu sumuoja kiekvienos dalies nuosavą bh³/12 ir Šteinerio narį A·d², kur d – atstumas nuo dalies svorio centro iki bendro svorio centro. Lenkimo įtempis σ = M·y/I.

Padalykite į du stačiakampius

Kiekvieną y matuokite nuo apatinio krašto.

lentyna: Af = 160·10 = 1600 mm², yf = 200 + 10/2 = 205 mm
sienelė: Aw = 8·200 = 1600 mm², yw = 200/2 = 100 mm

Svorio centras

ȳ = (Afyf + Awyw)/(Af + Aw) = (1600·205 + 1600·100)/3200 = 152,5 mm

Šteinerio teorema

lentyna: 160·10³/12 + 1600·(205 − 152,5)² = 4,423 × 10⁶ mm⁴
sienelė: 8·200³/12 + 1600·(100 − 152,5)² = 9,743 × 10⁶ mm⁴
Ix = 4,423 × 10⁶ + 9,743 × 10⁶ = 1,417 × 10⁷ mm⁴

Lenkimo įtempis

Viršutinis kraštas yra h − ȳ atstumu nuo ašies.

y = 210 − 152,5 = 57,5 mm
σ = M·y/I = 1,5 × 10⁷·57,5/1,417 × 10⁷ = 60,88 MPa

Atsakymas

σviršus = 60,88 MPa

ExamProblems · examproblems.com/courses/statics