Wytrzymałość materiałów: zestaw na powtórkę

Wzory, najważniejsze kroki metod dla każdego tematu i 14 zadań do ćwiczenia, z pełnymi rozwiązaniami na końcu.

Nowe zadaniaWróć do przedmiotu

W oknie drukowania wybierz „Zapisz jako PDF”, aby zachować kopię na swoim urządzeniu.

1Wzory i metody

Naprężenie i odkształcenie osiowe

Naprężenie normalne
σ = F/A
Odkształcenie
ε = ΔL/L
Prawo Hooke’a
σ = E·ε
Wydłużenie
ΔL = FL/(EA)
Odkształcenie termiczne
εT = α·ΔT

Skręcanie wałów

Naprężenie styczne
τ = T·r/J
Wał pełny
J = πd⁴/32
Wał drążony
J = π(D⁴ − d⁴)/32
Kąt skręcenia
φ = TL/(GJ)
Moc
P = T·ω = 2πnT/60

Metoda

  1. Wyznacz biegunowy moment bezwładności: J = πd⁴/32 dla wału pełnego.
  2. Naprężenie styczne na powierzchni: τ = T·r/J, gdzie r to promień zewnętrzny.
  3. Kąt skręcenia: φ = TL/(GJ) w radianach.
  4. Jeśli podana jest moc, najpierw wyznacz moment z P = T·ω, ω = 2πn/60.

Siła tnąca i moment zginający

Siła tnąca i moment
V = ΣF po jednej stronie, M = ΣF·d po jednej stronie
Naprężenie od zginania
σ = M·y/I
Prostokąt
I = bh³/12
Wskaźnik wytrzymałości przekroju
W = I/ymax
Swobodnie podparta, obciążenie równomierne
Mmax = wL²/8

Metoda

  1. Wyznacz reakcje podpór z równowagi całej belki.
  2. Przetnij belkę w potrzebnym przekroju i zostaw jedną stronę.
  3. Siła tnąca: suma sił pionowych po tej stronie. Moment zginający: suma ich momentów względem przekroju.
  4. Aby znaleźć moment maksymalny, wyznacz miejsce, w którym siła tnąca jest równa zeru.

Środek ciężkości i moment bezwładności

Środek ciężkości
ȳ = ΣAiyi/ΣAi
Prostokąt
I = bh³/12
Twierdzenie Steinera
I = Ic + A·d²
Przekrój złożony
I = Σ(Ic,i + Aidi²)

Koło Mohra i transformacja naprężeń

Środek
C = (σx + σy)/2
Promień
R = √(((σx − σy)/2)² + τxy²)
Naprężenia główne
σ1,2 = C ± R
Kierunek główny
tan 2θp = 2τxy/(σx − σy)
Płaszczyzna ukośna
σθ = C + (σx − σy)/2·cos 2θ + τxy·sin 2θ

Metoda

  1. Oblicz środek koła Mohra: C = (σx + σy)/2.
  2. Oblicz promień: R = √(((σx − σy)/2)² + τxy²).
  3. Naprężenia główne to C ± R, a największe naprężenie styczne w płaszczyźnie to R.
  4. Kąty na kole są dwa razy większe niż kąty na elemencie: tan 2θp = 2τxy/(σx − σy).

Ugięcie belki

Siła skupiona w środku rozpiętości
δ = PL³/(48EI)
Obciążenie równomierne, belka swobodnie podparta
δ = 5wL⁴/(384EI)
Wspornik, siła na końcu
δ = PL³/(3EI)
Wspornik, obciążenie równomierne
δ = wL⁴/(8EI)
Superpozycja
δ = δ1 + δ2

Wyboczenie słupów

Siła krytyczna Eulera
Pcr = π²EI/(KL)²
Współczynnik długości wyboczeniowej
K = 1 przegub–przegub, 0,5 utwierdzenie–utwierdzenie, 0,7 utwierdzenie–przegub, 2 utwierdzenie–wolny koniec
Naprężenie krytyczne
σcr = Pcr/A
Smukłość
λ = KL/r, r = √(I/A)

2Zadania do ćwiczenia

1.Naprężenie i odkształcenie osioweŚredni
100 kNØ20100 GPaØ100/50600 mmδ = ?

Pręt (materiał: stal, średnica 20 mm, E = 200 GPa) znajduje się wewnątrz rury (materiał: mosiądz, średnica zewnętrzna 100 mm, średnica wewnętrzna 50 mm, E = 100 GPa). Oba mają długość 600 mm i są razem ściskane między sztywnymi płytami siłą 100 kN. Wyznacz skrócenie δ.

P = 100 kNpręt: Ø20 mm, E = 200 GParura: Ø100/Ø50 mm, E = 100 GPaL = 600 mm
δ = mm
2.Naprężenie i odkształcenie osioweTrudny
P = ?Ø2070 GPaØ120/60500 mm

Pręt (materiał: stal, średnica 20 mm, E = 200 GPa, naprężenie dopuszczalne 160 MPa) znajduje się wewnątrz rury (materiał: aluminium, średnica zewnętrzna 120 mm, średnica wewnętrzna 60 mm, E = 70 GPa, naprężenie dopuszczalne 50 MPa). Są razem ściskane między sztywnymi płytami. Wyznacz największe obciążenie Pmax.

pręt: Ø20 mm, E = 200 GPa, σallow = 160 MParura: Ø120/Ø60 mm, E = 70 GPa, σallow = 50 MPa
Pmax = kN
3.Skręcanie wałówŚredni
do​ = 30, di​ = 18 mmT = 500 N·mL = 1,5 m

Drążony wał (mosiądz) (średnica zewnętrzna 30 mm, wewnętrzna 18 mm, długość 1,5 m) jest utwierdzony na jednym końcu i skręcany momentem 500 N·m na drugim. Wyznacz kąt skręcenia φ w stopniach.

T = 500 N·mdo = 30 mmdi = 18 mmL = 1,5 mG = 39 GPa
φ = °
4.Skręcanie wałówTrudny
Tdo​ = 50 mm, di​ = 35 mm

Wał drążony przenosi 100 kW przy 1000 obr/min. Wyznacz maksymalne naprężenie styczne τmax w wale.

P = 100 kWN = 1000 rpmdo = 50 mmdi = 35 mm
τmax = MPa
5.Siła tnąca i moment zginającyŚredni
P1​ = 80 kNP2​ = 60 kNAB6 m1 m3 m

Belka swobodnie podparta przenosi dwie siły skupione. Wyznacz maksymalny moment zginający Mmax w belce.

L = 10 mP1 = 80 kN w 6 mP2 = 60 kN w 7 m
Mmax = kN·m
6.Siła tnąca i moment zginającyTrudny
w = 8 kN/mP = 50 kNABprzekrój1 m4 m

Wyznacz moment zginający Mx w przekroju x = 1 m od podpory A. Przyjmij dodatnie momenty rozciągające dolne włókna i dodatnią siłę tnącą skierowaną w górę na lewej ściance.

L = 5 mP = 50 kN w 1 mw = 8 kN/m od 0 do 5 mx = 1 m
Mx = kN·m
7.Środek ciężkości i moment bezwładnościŚredni
150 mm200 mm140 mmØ40xIx​ = ?

Płyta 150 mm × 200 mm ma okrągły otwór o średnicy 40 mm na pionowej osi symetrii, ze środkiem 140 mm nad dolną krawędzią. Wyznacz moment bezwładności przekroju Ix względem osi poziomej przechodzącej przez środek ciężkości.

b = 150 mmh = 200 mmd = 40 mmśrodek otworu: y = 140 mm
Ix = × 10⁶ mm⁴
8.Środek ciężkości i moment bezwładnościTrudny
120230102501416xwymiary w mm

Spawany dwuteownik ma półkę górną 120 × 10 mm, środnik o wysokości 250 mm i grubości 16 mm oraz półkę dolną 230 × 14 mm (szerokość × grubość). Wyznacz jego moment bezwładności Ix względem poziomej osi x przechodzącej przez środek ciężkości.

półka górna: 120 × 10 mmśrodnik: 16 × 250 mmpółka dolna: 230 × 14 mm
Ix = × 10⁶ mm⁴
9.Koło Mohra i transformacja naprężeńŚredni
σx​ = 40σy​ = 10τxy​ = 30MPa

W punkcie σₓ = 40 MPa, σᵧ = 10 MPa i τₓᵧ = 30 MPa (rozciąganie dodatnie). Element obrócono o 30° przeciwnie do ruchu wskazówek zegara. Wyznacz naprężenie normalne σy′ na ściankach obróconego elementu prostopadłych do obróconej osi y′.

σx = 40 MPaσy = 10 MPaτxy = 30 MPaθ = 30°
σy′ = MPa
10.Koło Mohra i transformacja naprężeńTrudny
σx​ = −80σy​ = 60τxy​ = −60MPa

W pewnym punkcie obciążonej części występują σₓ = −80 MPa, σᵧ = 60 MPa i τₓᵧ = −60 MPa (rozciąganie dodatnie). Wyznacz naprężenie styczne τθ na płaszczyźnie, której normalna jest obrócona o 25° przeciwnie do ruchu wskazówek zegara względem osi x (dodatnie w tym samym sensie co τₓᵧ).

σx = −80 MPaσy = 60 MPaτxy = −60 MPaθ = 25°
τθ = MPa
11.Ugięcie belkiŚredni
w = 12 kN/mδL = 6 m

Belka swobodnie podparta przenosi obciążenie równomiernie rozłożone w na całej rozpiętości. Wyznacz maksymalne ugięcie δmax w środku rozpiętości.

w = 12 kN/mL = 6 mE = 200 GPa (stal)I = 160 × 10⁶ mm⁴
δmax = mm
12.Ugięcie belkiTrudny
w = 20 kN/mδL = 2,5 m

Belka swobodnie podparta przenosi obciążenie równomiernie rozłożone w. Jej ugięcie nie może przekroczyć rozpiętość/360. Wyznacz najmniejszy moment bezwładności Ireq, który spełnia ten warunek.

w = 20 kN/mL = 2,5 mE = 70 GPa (aluminium)
Ireq = × 10⁶ mm⁴
13.Wyboczenie słupówŚredni
PL = 2,5 md = 40 mmprzekrój poprzeczny

Słup o długości L z materiału (stal) jest przegubowo podparty na obu końcach. Korzystając ze wzoru Eulera, wyznacz jego siłę krytyczną Pcr.

L = 2,5 mE = 200 GPa (stal)d = 40 mm
Pcr = kN
14.Wyboczenie słupówTrudny
PL = 6 md = 40 mmprzekrój poprzeczny

Słup o długości L z materiału (stal) jest utwierdzony na obu końcach. Wyznacz jego smukłość i naprężenie krytyczne σcr ze wzoru Eulera.

L = 6 mE = 200 GPa (stal)d = 40 mm
σcr = MPa

3Roztwory

1.Naprężenie i odkształcenie osiowe

Odpowiedź: δ = 0,09204 mm

Dwa materiały: przy połączeniu szeregowym (jeden za drugim) każdy odcinek przenosi tę samą siłę, a wydłużenia się dodają: δ = P·Σ L/(E·A). Przy połączeniu równoległym (obok siebie między sztywnymi płytami) obie części skracają się o tyle samo, więc ich odkształcenia są równe: sztywniejsza część przejmuje większy udział, Pi = P·EiAi/ΣEA, a σi = Ei·ε. Pręt zamocowany między dwiema sztywnymi ścianami z obciążeniem w miejscu połączenia jest statycznie niewyznaczalny: dwa odcinki dzielą obciążenie proporcjonalnie do sztywności k = EA/L.

Pola

Ar = π·20²/4 = 314,2 mm²
At = π(100² − 50²)/4 = 5890 mm²

Łączna sztywność osiowa

ΣEA = 200·10³·314,2 + 100·10³·5890 = 6,519 × 10⁸ N

Skrócenie

δ = 100000·600/6,519 × 10⁸ = 0,09204 mm

Odpowiedź

δ = 0,09204 mm
2.Naprężenie i odkształcenie osiowe

Odpowiedź: Pmax = 469 kN

Dwa materiały: przy połączeniu szeregowym (jeden za drugim) każdy odcinek przenosi tę samą siłę, a wydłużenia się dodają: δ = P·Σ L/(E·A). Przy połączeniu równoległym (obok siebie między sztywnymi płytami) obie części skracają się o tyle samo, więc ich odkształcenia są równe: sztywniejsza część przejmuje większy udział, Pi = P·EiAi/ΣEA, a σi = Ei·ε. Pręt zamocowany między dwiema sztywnymi ścianami z obciążeniem w miejscu połączenia jest statycznie niewyznaczalny: dwa odcinki dzielą obciążenie proporcjonalnie do sztywności k = EA/L.

Pola

Ar = π·20²/4 = 314,2 mm²
At = π(120² − 60²)/4 = 8482 mm²

Łączna sztywność osiowa

ΣEA = 200·10³·314,2 + 70·10³·8482 = 6,566 × 10⁸ N

Decydujące odkształcenie

ε = min(0,0008, 0,0007143) = 0,0007143 (aluminium)

Największe obciążenie

Pmax = 0,0007143·6,566 × 10⁸ = 468995 N = 469 kN

Odpowiedź

Pmax = 469 kN
3.Skręcanie wałów

Odpowiedź: φ = 15,92 °

Skręcanie wałów okrągłych: naprężenie styczne rośnie liniowo od zera w środku do τmax = T·r/J na powierzchni, gdzie J = πd⁴/32 dla wału pełnego i J = π(do⁴ − di⁴)/32 dla drążonego. Kąt skręcenia to φ = TL/(GJ) w radianach. Moc i moment skręcający wiąże P = T·ω.

Biegunowy moment bezwładności

J = π(30⁴ − 18⁴)/32 = 69216 mm⁴

Kąt skręcenia

T = 500 N·m = 500000 N·mm
L = 1,5 m = 1500 mm
G = 39 GPa = 39000 MPa
φ = TL/(GJ) = 500000·1500/(39000·69216) = 0,2778 rad
φ = 0,2778·180/π = 15,92°

Odpowiedź

φ = 15,92°
4.Skręcanie wałów

Odpowiedź: τmax = 51,2 MPa

Skręcanie wałów okrągłych: naprężenie styczne rośnie liniowo od zera w środku do τmax = T·r/J na powierzchni, gdzie J = πd⁴/32 dla wału pełnego i J = π(do⁴ − di⁴)/32 dla drążonego. Kąt skręcenia to φ = TL/(GJ) w radianach. Moc i moment skręcający wiąże P = T·ω.

Moment skręcający

ω = 2πN/60 = 2π·1000/60 = 104,7 rad/s
T = P/ω = 100000/104,7 = 954,9 N·m

Biegunowy moment bezwładności

J = π(50⁴ − 35⁴)/32 = 466269 mm⁴

Maksymalne naprężenie styczne

τmax = T·(do/2)/J = 954930·25/466269 = 51,2 MPa

Odpowiedź

τmax = 51,2 MPa
5.Siła tnąca i moment zginający

Odpowiedź: Mmax = 300 kN·m

Metoda przekrojów: przetnij belkę tam, gdzie chcesz znać siły wewnętrzne, i zostaw jedną stronę. Siła tnąca V równoważy siły pionowe po tej stronie, a moment zginający M ich momenty względem przekroju. Moment maksymalny: ponieważ dM/dx = V, moment zginający osiąga ekstremum tam, gdzie siła tnąca przechodzi przez zero, albo w miejscu siły skupionej, albo wewnątrz obciążenia ciągłego.

Reakcje podpór

Równowaga całej belki.

ΣMA = 0: RB·10 = 80·6 + 60·7
RB = 900/10 = 90 kN
ΣFy = 0: RA = 140 − 90 = 50 kN

Moment pod każdą siłą

Zostaw część na lewo od każdej siły.

pod P1: M = RA·6 = 50·6 = 300 kN·m
pod P2: M = RB·3 = 90·3 = 270 kN·m

Największa wartość

Mmax = 300 kN·m (pod P1)

Odpowiedź

Mmax = 300 kN·m
6.Siła tnąca i moment zginający

Odpowiedź: Mx = 56 kN·m

Metoda przekrojów: przetnij belkę tam, gdzie chcesz znać siły wewnętrzne, i zostaw jedną stronę. Siła tnąca V równoważy siły pionowe po tej stronie, a moment zginający M ich momenty względem przekroju.

Reakcje podpór

Równowaga całej belki.

Wypadkowa obciążenia ciągłego: W = w·ℓ = 8·5 = 40 kN, przyłożona w x̄ = 2,5 m
ΣMA = 0: RB·5 = 50·1 + 8·5·2,5
RB = 150/5 = 30 kN
ΣFy = 0: RA = 90 − 30 = 60 kN
w = 8 kN/mP = 50 kNABRA​ = 60RB​ = 30przekrój1 m4 m

Przetnij w x = 1 m i zostaw lewą część

Uwzględniasz tylko siły na lewo od przekroju. Fragment obciążenia ciągłego działa jak jedna siła w środku tego fragmentu.

M = RA·x − (każde obciążenie na lewo od przekroju × jego odległość od przekroju)
Mx = 60·1 − 8·1·0,5 = 56 kN·m

Odpowiedź

Mx = 56 kN·m
7.Środek ciężkości i moment bezwładności

Odpowiedź: Ix = 97,78 × 10⁶ mm⁴

Przekroje z otworami: traktuj otwór jako ujemne pole. Środek ciężkości to ȳ = (A₁y₁ − A₂y₂)/(A₁ − A₂), gdzie A₁, y₁ dotyczą pełnej płyty, a A₂, y₂ otworu. Dla momentu bezwładności przekroju względem osi środkowej użyj twierdzenia Steinera dla każdej części i odejmij otwór: I = (Ic1 + A₁d₁²) − (Ic2 + A₂d₂²), gdzie d to odległość środka ciężkości każdej części od osi przechodzącej przez ȳ. Prostokąt ma Ic = bh³/12, a koło Ic = πd⁴/64.

Środek ciężkości

ȳ = (30000·100 − 1257·140)/(30000 − 1257) = 98,25 mm

Pełna płyta względem ȳ

150·200³/12 + 30000·1,749² = 100,1 × 10⁶ mm⁴

Otwór względem ȳ

π·40⁴/64 + 1257·41,75² = 2,316 × 10⁶ mm⁴

Odejmij

Ix = 97,78 × 10⁶ mm⁴

Odpowiedź

Ix = 97,78 × 10⁶ mm⁴
8.Środek ciężkości i moment bezwładności

Odpowiedź: Ix = 88,68 × 10⁶ mm⁴

Przekroje złożone: podziel przekrój na prostokąty. Środek ciężkości to średnia ważona polami ȳ = ΣAᵢyᵢ/ΣAᵢ. Moment bezwładności względem osi centralnej sumuje własne bh³/12 każdej części i człon Steinera A·d², gdzie d to odległość środka ciężkości części od środka ciężkości całości. Naprężenie od zginania to σ = M·y/I.

Podziel na trzy prostokąty

Mierz każde y od dolnej krawędzi.

półka górna: A = 1200 mm², y = 269 mm
środnik: A = 4000 mm², y = 139 mm
półka dolna: A = 3220 mm², y = 7 mm

Środek ciężkości

ȳ = (1200·269 + 4000·139 + 3220·7)/8420 = 107 mm

Twierdzenie Steinera

półka górna: 120·10³/12 + 1200·162² = 3,148 × 10⁷ mm⁴
środnik: 16·250³/12 + 4000·31,95² = 2,492 × 10⁷ mm⁴
półka dolna: 230·14³/12 + 3220·100² = 3,228 × 10⁷ mm⁴
Ix = 3,148 × 10⁷ + 2,492 × 10⁷ + 3,228 × 10⁷
Ix = 8,868 × 10⁷ mm⁴ = 88,68 × 10⁶ mm⁴

Odpowiedź

Ix = 88,68 × 10⁶ mm⁴
9.Koło Mohra i transformacja naprężeń

Odpowiedź: σy′ = −8,481 MPa

Transformacja płaskiego stanu naprężenia: na płaszczyźnie obróconej o kąt θ: σ = (σₓ + σᵧ)/2 + (σₓ − σᵧ)/2·cos 2θ + τₓᵧ·sin 2θ. Koło Mohra pokazuje wszystkie płaszczyzny naraz: jego środek leży w C = (σₓ + σᵧ)/2, a promień wynosi R = √(((σₓ − σᵧ)/2)² + τₓᵧ²). Naprężenia główne to C ± R, a największe naprężenie styczne w płaszczyźnie to R.

Równanie transformacji dla ścianki y′

σy′ = 25 − 15·0,5 − 30·0,866 = −8,481 MPa

Sprawdzenie

Suma naprężeń normalnych nie zmienia się przy obrocie.

σx′ = 58,48 MPa, σx′ + σy′ = 50 = σx + σy

Odpowiedź

σy′ = −8,481 MPa
10.Koło Mohra i transformacja naprężeń

Odpowiedź: τθ = 15,06 MPa

Transformacja płaskiego stanu naprężenia: na płaszczyźnie obróconej o kąt θ: σ = (σₓ + σᵧ)/2 + (σₓ − σᵧ)/2·cos 2θ + τₓᵧ·sin 2θ. Koło Mohra pokazuje wszystkie płaszczyzny naraz: jego środek leży w C = (σₓ + σᵧ)/2, a promień wynosi R = √(((σₓ − σᵧ)/2)² + τₓᵧ²). Naprężenia główne to C ± R, a największe naprężenie styczne w płaszczyźnie to R.

Równanie transformacji

τθ = −−70·0,766 + −60·0,6428 = 15,06 MPa

Odpowiedź

τθ = 15,06 MPa
11.Ugięcie belki

Odpowiedź: δmax = 6,328 mm

Ugięcie belek: ugięcia otrzymuje się, całkując dwukrotnie krzywiznę M/(EI). Typowe przypadki są stablicowane, na przykład PL³/(3EI) dla wspornika z siłą na końcu i 5wL⁴/(384EI) dla belki swobodnie podpartej z obciążeniem równomiernym na całej rozpiętości. Ugięcia od różnych obciążeń się sumują (superpozycja).

Spójne jednostki

Licz w N i mm: P w N, w w N/mm (kN/m = N/mm), L w mm, E w N/mm² (GPa × 1000), I w mm⁴.

w = 12 N/mm, L = 6000 mm
EI = 3,2 × 10¹³ N·mm²

Ugięcie

δmax = 5wL⁴/(384EI) = 5·12·6000⁴/(384·3,2 × 10¹³) = 6,328 mm

Odpowiedź

δmax = 6,328 mm
12.Ugięcie belki

Odpowiedź: Ireq = 20,93 × 10⁶ mm⁴

Ugięcie belek: ugięcia otrzymuje się, całkując dwukrotnie krzywiznę M/(EI). Typowe przypadki są stablicowane, na przykład PL³/(3EI) dla wspornika z siłą na końcu i 5wL⁴/(384EI) dla belki swobodnie podpartej z obciążeniem równomiernym na całej rozpiętości. Ugięcia od różnych obciążeń się sumują (superpozycja).

Warunek ugięcia

δallow = L/360 = 2500/360 = 6,944 mm

Wymagany moment bezwładności

I = 5wL⁴/(384·E·δallow) = 5·20·2500⁴/(384·70000·6,944) = 2,093 × 10⁷ mm⁴
Ireq = 20,93 × 10⁶ mm⁴

Odpowiedź

Ireq = 20,93 × 10⁶ mm⁴
13.Wyboczenie słupów

Odpowiedź: Pcr = 39,69 kN

Wyboczenie Eulera: smukły słup traci stateczność przy Pcr = π²EI/(KL)², gdzie KL to długość wyboczeniowa: K = 1 dla przegub–przegub, 2 dla utwierdzenie–wolny koniec, 0,7 dla utwierdzenie–przegub i 0,5 dla utwierdzenie–utwierdzenie. Wybocza się względem osi o najmniejszym I. Wzór dotyczy słupów smukłych, których naprężenie krytyczne jest mniejsze od granicy plastyczności.

Najmniejszy moment bezwładności

Przekrój kołowy ma to samo I względem każdej osi.

I = πd⁴/64 = π·40⁴/64 = 125664 mm⁴

Długość wyboczeniowa

KL = 1·2500 = 2500 mm

Siła krytyczna

Pcr = π²EI/(KL)² = π²·200000·125664/2500² = 39688 N = 39,69 kN

Odpowiedź

Pcr = 39,69 kN
14.Wyboczenie słupów

Odpowiedź: σcr = 21,93 MPa

Wyboczenie Eulera: smukły słup traci stateczność przy Pcr = π²EI/(KL)², gdzie KL to długość wyboczeniowa: K = 1 dla przegub–przegub, 2 dla utwierdzenie–wolny koniec, 0,7 dla utwierdzenie–przegub i 0,5 dla utwierdzenie–utwierdzenie. Wybocza się względem osi o najmniejszym I. Wzór dotyczy słupów smukłych, których naprężenie krytyczne jest mniejsze od granicy plastyczności.

Najmniejszy moment bezwładności

Przekrój kołowy ma to samo I względem każdej osi.

I = πd⁴/64 = π·40⁴/64 = 125664 mm⁴

Promień bezwładności i smukłość

A = 1257 mm²
r = √(I/A) = √(125664/1257) = 10 mm
KL = 0,5·6000 = 3000 mm
KL/r = 3000/10 = 300

Naprężenie krytyczne

σcr = π²E/(KL/r)² = π²·200000/300² = 21,93 MPa

Odpowiedź

σcr = 21,93 MPa

ExamProblems · examproblems.com/courses/mechanics-of-materials