Berekening statica: lengteverandering koperen as ten gevolge van axiale belasting

Voor mijn studie ben ik bezig met statica. De vraag gaat over lengte verandering van de as ten gevolge van het krachtenspel.

Ik heb de volgende formule gekregen:

Sigma = N*L / A*E

 

Waarbij sigma de verplaatsing is van een punt van de staat ten opzichte van het uiteinde.

N = kracht in kN

L = Oorspronkelijke lengte van de staaf

A = oppervlak van de dwarsdoorsnede van de staaf

E = Elasticiteitsmodulus van het materiaal

 

Ik kom er echt niet uit, ik hoop dat iemand mij op weg kan helpen!

 

Vast bedankt!!

 

 

 

HHS_studz
6 jaar en 1 maand geleden geplaatst
Bewerken

1 antwoord


Ik werk vanaf de linkerzijde (A) naar rechts. Je moet de interne kracht weten als gevolg van de kracht die op de koperen as staat om te bepalen hoeveel lengteverandering er ontstaat.

 

Ik kijk dus vanaf A waar een kracht van 30 kN staat. De interne kracht bekijk ik nu tussen A en B. Hier tussen ontstaat dus ook een kracht 30 kN, enkel tegengesteld (naar rechts). Dit omdat het statica is en de som van de krachten altijd 0 is.

 

Omdat ik vanaf A kijk zie ik verder niets meer dan alles vanaf A tot tussen A en B. Wat er gebeurt bij C en D kijk ik niet naar alsof dat deel niet bestaat. We kijken dus steeds een stapje verder.

 

Kracht naar rechts beschouw ik hier als positief

 

Sigma = N*L / A*E

E modulus = 126 Gpa

 

Sigma_AB (uittrekkende kracht)

N = 30*10^3 (30 kN)

L = 1,25 m

A =  straal^2 * pi = ((75 mm *10^-3) / 2 )^2 * pi = 4,4178 * 10^-3 [m^2]

E = 126 Gpa

 

Sigma_AB = 30 kN * 1,25 m / 4,4178 * 10^-3 * 126 * 10^9

Sigma_AB = 6.73 * 10^-5 m

Sigma_AB = 0,0673 mm

 

Sigma_BC (uittrekkende kracht)

Vervolgens kijk ik naar de krachten tussen B en C, vanaf links gezien. Dus alles wat er gebeurt bij C en D zie ik niet alsof dit niet bestaat. Alles wat hiervoor is gebeurt neem ik wel mee want ik kijk vanaf A.

 

Het krachtenspel is dus de 30 kN naar links, en 2x 10 kN (20 kN) naar rechts. Dit resulteert weer in een 10 kN kracht naar rechts aangezien de som van de krachten gelijk is aan nul. Dus de 10 kN interne kracht is positief, want deze wijst naar rechts.

 

N = 10*10^3 (10 kN)

L = 1,875 m

A =  straal^2 * pi = ((50 mm *10^-3) / 2 )^2 * pi = 1,963 * 10^-3 [m^2]

E = 126 Gpa

 

Sigma_AB = 10 kN * 1,875 m / 1,963 * 10^-3 * 126 * 10^9

Sigma_AB = 7.58 * 10^-5 m

Sigma_AB = 0,0758 mm

 

Sigma_CD (indrukkende kracht)

Vervolgens kijk ik tussen C en D en neem ik alles vanaf A mee. We hebben nu een kracht -30 kN. Twee keer de +10 kN. Nu ook bij C de +15 kN. Wat er gebeurt bij D zien we niet. De som van deze krachten resulteert in een 5 kN. Omdat de som van de krachten gelijk is aan nul móét de interne kracht dus -5 kN zijn.

 

Dit houdt dus in dat er een indrukking ontstaat in plaats van een uitrekking. Onderstaand gaan we dus uit van een indrukking en neem ik mee in de som van alle lengteveranderingen.

 

N = 5*10^3 (5 kN)

L = 1,5 m

A =  straal^2 * pi = ((25 mm *10^-3) / 2 )^2 * pi = 4,908 * 10^-4 [m^2]

E = 126 Gpa

 

Sigma_AB = 5 kN * 1,5 m / 4,908 * 10^-4 * 126 * 10^9

Sigma_AB = 1,213 * 10^-4 m

Sigma_AB = 0,121 mm

 

Sigma_tot

Sigma_tot = sigma_AB + sigma_BC + sigma_CD = 0,0673 mm + 0,0758 mm + -0,121 mm = 0,022 mm

 

Hierbij is het – sigma_CD omdat hierbij een tegengestelde kracht wordt geleverd (indrukkend) ten opzichte van sigma_AB en sigma_BC (uitrekkend).

6 jaar en 1 maand geleden geplaatst

bekijk alles

Antwoord Bewerken Delen

Plaats een reactie

Login om een reactie te plaatsen

Op deze manier kunnen andere leden uw vraag beantwoorden en helpt u ook anderen met dezelfde vraag aan een antwoord.

Op deze manier kunnen andere leden uw vraag beantwoorden en helpt u ook anderen met dezelfde vraag aan een antwoord.

Op deze manier kunnen andere leden u opweg helpen met deze vraag.