1451x
002536
28.2.2019

Dotaz

Proč se mi nezobrazí žádná napětí na horní nebo dolní straně prutu zatíženého teplotou (ohřev na horní straně), pokud prut nemá pružné podloží? Nebo přesněji proč má zakřivený prut vzhůru (kvůli zahřátí na horní straně) napětí na dolní straně, pokud má prut pružné podloží? Na spodní straně musí být tlakové napětí.


Odpověď:

Na nosníku o jednom poli lze toto téma snadno znázornit. Níže popíšeme tři statické systémy. Tyto modely jsou zdokumentovány v připojeném souboru.

Konstrukce 1

Staticky stanovený systém (bez podloží), dT = 80 ° na horní straně

Prut je zakřivený nahoru, ale sám o sobě je bez napětí.

Systém 2a

Podobně jako u soustavy 1, ovšem s přídavným podložím prutu. Zadání pružného podloží prutu proběhne bez případné nelinearity.

Pokud by se pro systém 2a měla zobrazit napětí sigma_x na prutu, pak by se uvažovalo napětí na horní straně prutu a tah na dolní straně prutu (viz Obrázek 01).

V důsledku zakřivení prutu a existujícího pružného podloží vzniká kontaktní síla p -z, která má zabránit zakřivení prutu směrem nahoru (viz Obrázek 02).

Tyto kontaktní síly p -z (Obrázek 02) jsou způsobeny zakřivením prutu vlivem teploty a působícím podložím prutu. Zobrazené kontaktní síly je možné nahradit zatížením na prut, které je proti zakřivení. To je znázorněno v systému 2b v souboru s příkladem.

Systém 2b

Pružné uložení prutu se odstraní a zadá se proměnné zatížení na prut ve směru Z.

Pokud porovnáme výsledky (např. Deformace u -z) na obou systémech 2a a 2b, dostaneme srovnávací výsledky (viz Obrázek 03).

Kromě toho lze také zobrazit napětí sigma_x pro zařízení 2a i 2b. Ty mají také stejnou hodnotu (viz Obrázek 04).

Systém 3 by měl dokumentovat pouze napětí v důsledku rozdílu teplot na staticky určeném systému (bez podloží).

Výsledky z příkladu „nosníku o jednom poli“ lze také přenést na plochy s pružným podložím.