Questo articolo parla di esempio di sollecitazione flessionale. Quando un oggetto si curva a causa dello stress applicato su di esso, lo stress corrispondente viene chiamato stress di flessione.
Il raggio di curvatura è la prova visiva che l'oggetto è in stato di flessione. La piegatura può portare a guasti meccanici per gli strumenti meccanici. Gli strumenti possono rompersi a causa di un'eccessiva flessione e quindi è molto importante conoscere la quantità di sollecitazione di flessione applicata.
- Esempio di stress da flessione nella vita quotidiana
- Esempio di sollecitazione massima di flessione
- Esempio di sollecitazione di flessione della trave a sbalzo
- Esempi di sollecitazioni assiali e flettenti combinate
Cosa intendi per piegare?
Come discusso nella sezione precedente, quando un oggetto si curva a causa della sollecitazione applicata su di esso, si dice che l'oggetto si sta piegando.
La quantità di piegatura che avviene dipende dalla rigidità del materiale e dalla sollecitazione applicata al materiale. Se il materiale è meno rigido e viene applicato più stress, subirà più flessione e avrà maggiori possibilità di rottura.
Formula di sollecitazione di flessione
La sollecitazione può essere definita come la forza applicata su una superficie unitaria del pezzo in lavorazione. Curvatura lo stress è lo stress agente per unità di area responsabile della curvatura o flessione del pezzo.
La sollecitazione flettente dipende dal momento flettente, dal momento d'inerzia e dalla distanza dall'asse neutro a cui viene applicato il carico. La formula per la sollecitazione di flessione può essere data come segue:
σ = MIO/IO
Dove,
sigma è lo stress di flessione
M è il momento flettente
Io è il momento di inerzia
Y è la distanza dall'asse neutro
Cos'è il momento flettente?
Il momento flettente è la reazione indotta nel pezzo in lavorazione quando ad esso viene applicata una forza esterna. Il momento flettente in una sezione della trave può essere definito come la somma di tutti i momenti flettenti agenti lungo quel punto.
Il momento flettente positivo provoca cedimenti e il momento flettente negativo provoca monopolizzazione. Il punto in cui il momento flettente cambia da negativo a positivo o viceversa è chiamato punto di controflessione.
Esempio di stress da flessione nella vita quotidiana
Affrontare lo stress da flessione nell'industria meccanica è un lavoro quotidiano. Vediamo esempi di stress da flessione che vediamo nella vita di tutti i giorni.
- Piegatura della gruccia a causa del peso dei vestiti.
- Flessione dell'elica del ventilatore alla sua estremità a causa del peso proprio.
- Flessione dell'asta per tenda a causa del peso della tenda.
- I capelli agiscono come un cantilever, quando ci pettiniamo applichiamo lo stress di flessione sui capelli.
- Piegatura di carta in origami.
- La rottura del biscotto in due metà è il risultato di un'eccessiva sollecitazione di flessione.
Esempio di sollecitazione massima di flessione
Assumiamo i dati riportati di seguito-
Momento flettente, M= 50,000 Nm
Distanza dall'asse neutro, y= 0.2169 m
Momento di inerzia, I=4.74 x 10^-4 m^4
Ora calcoliamo lo stress di flessione dai dati forniti sopra.
La formula per trovare lo stress di flessione è-
σ = MIO/IO
Sostituendo i valori nella formula, otteniamo
Sollecitazione flettente= 22.815 MPa
Cos'è una trave a sbalzo?
Una trave a sbalzo è un tipo di elemento strutturale che è saldamente supportato a un'estremità e libero all'altra estremità. Il supporto può essere una parete piana o un giunto saldamente fissato.
Una trave a sbalzo avrà un momento e due forze di reazione all'estremità fissa, l'estremità libera non avrà alcuna forza di reazione che agisce su di essa. Mentre risolviamo i problemi relativi alle travi a sbalzo, applichiamo condizioni di equilibrio per trovare le forze di reazione e il momento.
Immagine crediti: Meccanismo at Wikipedia in inglese, Esempi a sbalzo, CC BY-SA 3.0
Esempi di trave a sbalzo
La trave a sbalzo non è altro che una trave che si estende da un supporto fisso a un'estremità libera. Gli esempi di trave a sbalzo sono i seguenti-
- Ponte in costruzione.
- Balconi che sporgono dalle stanze.
- Un esempio di edificio a sbalzo con estremità fissa a terra e estremità libera è l'ultimo piano.
- Ali di un aeroplano.
Esempio di sollecitazione di flessione della trave a sbalzo
Assumiamo i seguenti dati per una trave a sbalzo:
Momento flettente, M= 1962 N-mm
Modulo di sezione, Z= 12mm^3
La sollecitazione flessionale può essere data dalla formula-
σ = M/Z
Sostituendo tutti i valori nella formula sopra otteniamo,
Sollecitazione flettente= 163.5 MPa
Sollecitazione assiale e flessionale combinata
Quando vengono applicate sia la sollecitazione assiale che la sollecitazione flessionale, il sistema subisce una deformazione sia nel piano longitudinale che nel piano normale al piano longitudinale.
Per calcolare la sollecitazione combinata che agisce sul pezzo, viene utilizzata la seguente formula:
Per forza assiale di compressione e flessione
Per forza assiale di trazione e flessione
La prima parte della formula rappresenta la sollecitazione assiale e la seconda rappresenta la sollecitazione flessionale.
Esempio di sollecitazione assiale e flessionale combinata
Assumiamo i seguenti dati per un pezzo sottoposto a sollecitazione sia assiale che flessionale:
Area della sezione trasversale, A=8000mm^2
Momento flettente, M= 12800kN-mm
Modulo di sezione, Z= 266666.67 mm^3
Carico, P= 256 kN
calcoliamo il sollecitazione di flessione dalla formula data sopra
Sostituendo i valori che otteniamo,
Sollecitazione di flessione= 80 Mpa
Che cos'è una trave semplicemente supportata?
Una trave semplicemente appoggiata è un elemento strutturale che è fissato ad una estremità e supportato all'altra estremità da un rullo. Un rullo consente il movimento solo in una direzione e limita il movimento in un'altra.
A differenza delle travi a sbalzo, la trave semplicemente supportata ha una forza di reazione che agisce all'estremità opposta all'estremità fissa. Gli esempi di travi semplicemente supportate includono strutture a traliccio, ponti, ecc.
Ciao .... Sono Abhishek Khambhata, ho perseguito B. Tech in ingegneria meccanica. Durante i miei quattro anni di ingegneria, ho progettato e pilotato veicoli aerei senza pilota. Il mio forte è la meccanica dei fluidi e l'ingegneria termica. Il mio progetto del quarto anno era basato sul miglioramento delle prestazioni dei veicoli aerei senza pilota utilizzando la tecnologia solare. Mi piacerebbe entrare in contatto con persone che la pensano allo stesso modo.
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