NộI Dung
Khi thiết kế một cấu trúc như một tòa nhà hoặc một cây cầu, điều quan trọng là phải hiểu nhiều lực được áp dụng cho các yếu tố cấu trúc như dầm và thanh. Hai lực cấu trúc đặc biệt quan trọng là độ võng và lực căng. Lực căng là độ lớn của một lực được tác dụng lên một thanh, trong khi độ võng là lượng thanh được dịch chuyển dưới một tải. Kiến thức về các khái niệm này sẽ xác định cấu trúc sẽ ổn định như thế nào và khả thi khi sử dụng các vật liệu nhất định khi xây dựng cấu trúc.
Căng thẳng trên thanh
Vẽ sơ đồ của thanh và thiết lập hệ tọa độ (ví dụ: các lực tác dụng vào bên phải là "dương", các lực tác dụng ở bên trái là "âm").
Dán nhãn tất cả các lực được áp dụng cho đối tượng bằng một mũi tên đang chỉ theo hướng mà lực được áp dụng. Đây là những gì được gọi là "sơ đồ cơ thể tự do."
Tách các lực thành các thành phần ngang và dọc. Nếu lực được tác dụng theo một góc, vẽ một tam giác vuông với lực đóng vai trò là cạnh huyền. Sử dụng các quy tắc lượng giác để tìm các cạnh bên và đối diện, đó sẽ là các thành phần ngang và dọc của lực.
Để tìm lực căng tổng hợp, cộng tổng lực tác dụng lên thanh theo hướng ngang và dọc.
Độ lệch của thanh
Tìm mômen uốn của thanh. Điều này được tìm thấy bằng cách trừ chiều dài của thanh L bằng biến vị trí z, sau đó nhân kết quả với lực dọc tác dụng lên thanh - được biểu thị bằng biến F. Công thức cho điều này là M = F x (L - z).
Nhân mô đun đàn hồi của chùm tia với mômen quán tính của chùm tia về trục không đối xứng.
Chia thời điểm uốn của thanh từ Bước 1 cho kết quả từ Bước 2. Kết quả tiếp theo sẽ là một hàm của vị trí dọc theo thanh (được cho bởi biến z).
Tích hợp chức năng từ Bước 3 đối với z, với giới hạn tích hợp là 0 và L, chiều dài của thanh.
Tích hợp lại hàm kết quả đối với z, với các giới hạn tích hợp lại nằm trong khoảng từ 0 đến L, chiều dài của thanh.