4629x
000616
18.1.2021

Napěťové body pro smyková napětí

Napětí v průřezu prutu se počítají v takzvaných napěťových bodech. Tyto body se stanoví na takových místech v průřezu, kde může napětí v materiálu vykazovat extrémní hodnoty s ohledem na druhy zatížení.

Parametry napěťového bodu

Při stanovení napětí se uvažují následující parametry napěťového bodu:

  • Souřadnice vztažené k těžišti průřezu (pro normálová napětí od normálové síly a ohybových momentů)
  • Statické momenty (pro smyková napětí od posouvajících sil)
  • Tloušťka (pro smyková napětí od posouvajících sil a krouticího momentu)
  • Plocha jádra u uzavřených průřezů (pro smyková napětí od krouticího momentu)

Smyková napětí

U tenkostěnných průřezů lze zjednodušeně předpokládat, že smyková napětí jsou rovnoběžná se stěnou průřezu. Sečtou se přitom podíly smykových napětí od obou složek posouvajících sil. Znaménko statického momentu zde určuje, které složky se uvažují jako kladné nebo záporné.

Smykové napětí od krouticího momentu je třeba pro celkové smykové napětí uvažovat rozdílně podle toho, zda se jedná o otevřený nebo uzavřený průřez. U otevřeného průřezu se krouticí smyková napětí sumou jednotlivých smykových napětí se znaménkem, které vede k největší absolutní hodnotě součtu. Naproti tomu u uzavřeného průřezu se smykové napětí od kroucení jednoduše přičte k součtu jednotlivých smykových napětí. Přitom jsou znaménka plochy jádra a statických momentů nastavena tak, aby odpovídala znaménkové konvenci, která platí interně v programu pro smykové napětí v závislosti na zatížení.

Zdvojené napěťové body

U napěťových bodů ležících uvnitř průřezu není možné použít výše zmiňovaný předpoklad, že je smykové napětí rovnoběžné se stěnou průřezu. Zde se uplatňuje speciální postup se zdvojenými napěťovými body, při němž se vytvoří v průřezu dva napěťové body s identickými souřadnicemi. Jeden napěťový bod postihuje statický moment kolem osy y (parametr pro smykové napětí od svislé posouvající síly), druhý bod pak statický moment kolem osy z (parametr pro smykové napětí od vodorovné posouvající síly). U těchto napěťových bodů je doplňkový statický moment vždy nulový.

Zdvojeným napěťovým bodům lze přiřadit rozdílnou tloušťku, která také ovlivňuje výpočet smykového napětí. Smyková napětí se uvažují jako složky působící kolmo na sebe, která jsou na sobě závislá ‑ jsou to dvě složky stavu napjatosti. Celkové smykové napětí se stanoví kvadratickým součtem obou složek. Smykové napětí od krouticího momentu se v těchto bodech neuvažuje.

Smyková napětí v kombinacích výsledků, která jsou ve zdvojených napěťových bodech, se nesmí lineárně kombinovat. Proto se vyhodnocují extrémní hodnoty obou složek s příslušnými doplňkovými smykovými napětími a z nich se určí největší celkové smykové napětí.


Autor

Ing. Vogl vytváří a spravuje technickou dokumentaci.

Odkazy