はりのたわみ

ー材料力学講義ー
第10回
平成26年6月27日(金)
演習問題 2
・図に示すように,単純支持はりに集中荷重が作用している.
・断面形状は,幅がb,高さがhの長方形である.
・このはりの中央部のひずみを計測したところその大きさがεで
あった.このとき,荷重の大きさはいくつであったか?ただし,
はり材料のヤング率をEとする.
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基本的荷重条件と評価パラメータ
①引張と圧縮(Tension/Compression)
強度:垂直応力
剛性:伸び/縮み
②曲げ(Bending)
強度:曲げ応力
剛性:たわみ
③ねじり(Torsion)
強度:せん断応力
剛性:ねじれ角
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今日のテーマ:はりのたわみ
:たわみ曲線
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注目点の近傍(x,x+dx)を拡大!
:たわみ曲線
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点xでのはりの角度(たわみ角)をα,
点x+dxでのはりの角度をα+dαとすると
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を考慮して,
をx,yで表示すると,
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したがって
工学的近似
この微分方程式を解くことにより,
たわみ曲線 y=f(x) を求めることが
できる.
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Example 1
片持はり,集中荷重Wの場合(Iz:一様)
たわみの微分方程式
を解くことにより,たわみ曲線 y=f(x) を求める.
①反力を求める.
②曲げモーメント Mx を求める.
③境界条件を考慮して,微分方程式を解く.
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曲げモーメントMxは,Mx=-Wxより,
∴
∴
積分定数C1,C2を境界条件
で決定すると
最大たわみ(x=0)
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演習問題 1
分布荷重を受ける片持はりのたわみ曲線,最大たわみ
を求めよ.また,集中荷重の場合と比較せよ.
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演習問題 2
自由端にて曲げモーメントM0を受ける片持はりのたわ
み曲線,最大たわみを求めよ.
x
M0
y
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