Matematik

Tolkning af formel

03. september 2012 af turk89 (Slettet) - Niveau: Universitet/Videregående

Hej

Jeg har en bjælke med kvadratisk tværsnit, hvor følgende formel gælder:

σ = 1/8 qyL2/I, hvor σ er normalspænding, q er last pr. meter, y er den længste afstand målt fra konstruktionens midte af tværsnittet (dvs. h/2, hvis h er tværsnittets højde), L er spændvidden af konstruktionen og I er konstruktionens inertimoment.

Der står følgende lærebogen:

"Når spændet øges, kræves større inertimoment for at den maksimale spænding ikke øges. Hvis afstanden y øges lineært med spændvidden, skal inertimomentet således øges svarende til tredie potens af spændvidden ved voksende spænd"

Jeg forstår sådan set godt første sætning, men hvad menes der med den næste sætning? Kan der laves et hurtigt eksempel eller bevis af dette? Jeg kan simpelthen ikke se det for mig.

Tak på forhånd.


Brugbart svar (0)

Svar #1
03. september 2012 af Andersen11 (Slettet)

Det følger jo af formlen. Hvis y = αL , skal der gælde I = βL3 for at størrelsen yL2/I er uafhængig af L .


Svar #2
03. september 2012 af turk89 (Slettet)

#1

Det er lidt sort  snak for mig lige nu.

Skal jeg erstatte y = αL i den generelle formel? I så fald: σ = 1/8 qαL3/I.


Brugbart svar (0)

Svar #3
03. september 2012 af Andersen11 (Slettet)

Der står jo

"Hvis afstanden y øges lineært med spændvidden ..."

dvs hvis y = αL , så varierer yL2 jo som L3 , så I skal variere som L3 for at modsvare det.


Svar #4
03. september 2012 af turk89 (Slettet)

#3

Ja, jeg kan godt se, at vi lader afstanden y variere lineært med spændvidden. Hvordan kommer du så frem til, at yL2 varierer som L3?


Brugbart svar (0)

Svar #5
03. september 2012 af Andersen11 (Slettet)

#4

Hvis y varierer proportionalt med L, må y·L2 jo så variere med L·L2 = L3 .


Svar #6
04. september 2012 af turk89 (Slettet)

#5

Tilbage til den oprindelige formel:

σ = 1/8 qyL2/I

Jeg indsætter y = αL og I = βL3 og får:

σ = 1/8 qαL3/βL3 = 1/8 qα/β

L forsvinder, ja, men hvad kan vi så konkludere ud fra det her - og hvad skal α og β forestille sig at være?

 


Brugbart svar (0)

Svar #7
04. september 2012 af Andersen11 (Slettet)

α og β skal forestille at være proportionalitetskonstanter, der blot blev indført for at gøre det nemmere at beskrive funktionssammenhængen.


Svar #8
04. september 2012 af turk89 (Slettet)

#7

Der står, at inertimomentet skal øges svarende til tredie potens af spændvidden og ikke lineært, så hvorfor indfører du en betaværdi? Skulle der ikke blot stå I = L3? Må α = β, eller kan du komme med  et nemt taleksempel på det her?


Brugbart svar (0)

Svar #9
04. september 2012 af Singlefyren (Slettet)

Hvis spændvidden f.eks. øges til det dobbelte, og bjælkens højde y ligeledes til det dobbelte - så skal Inertimomentet øges til det 8-dobbelte for at bevare σ.

Dette er normalt ikke et større problem, da Inertimoment jo oftest netop er 1/12 * bh3

Formlens yL2 (3.potens) modsvares af Inertimomentsformlens h3 (også 3.potens). Så hvis spændvidden øges f.eks. 20%, så skal bjælkens højde, h også øges ca. 15%.

Sålænge at Inertimomentet samlet øges til 1,203. Man kan også øge bredden b, men det er dog smartest at øge højden, da højden yder det klart største bidrag til Inertimomentet, jvf. 1/12 * bh3 .  (h er i 3.potens, og b er kun i 1.potens). Man skal dog passe på at forholdet højde/bredde ikke overstiger ca. 3-4, idet bjælken så kan vride sig. Det hedder vist kip.


Brugbart svar (0)

Svar #10
04. september 2012 af Andersen11 (Slettet)

#8

I skal vokse proportionalt med L3, og det skrives I = β·L3 , hvor β er en konstant. Man kan se notationen I ~ L3 , hvor man lader være med at anføre konstanten. Det drejer sig om at undersøge L-afhængigheden af I hvis y er proportional med L, og forholdet yL2/I skal være konstant.


Svar #11
04. september 2012 af turk89 (Slettet)

#9

Tak for forklaringen.

 

#10

Det som forvirrer mig er proportionalitetsfaktorerne. Jeg kan sætte dem til hvad som helst og ende med et nyt "forhold" for hver gang. Der må jo være en grænse for, hvad de må være?


Brugbart svar (0)

Svar #12
04. september 2012 af Singlefyren (Slettet)

Hvis spændvidden øges f.eks. 20%, så skal bjælkens højde, h også øges 20%.


Brugbart svar (0)

Svar #13
04. september 2012 af Andersen11 (Slettet)

#11

Proportionalitetsfaktorerne skal ikke sættes til noget. Det drejede sig om at undersøge, hvad der sker, hvis y varier proportional med L, og for at modvirke en forøgelse af L skal inertimomentet I så forøges funktionelt som Lfor at σ ikke ændres.  Du søgte en forklaring på den del af sætningen

"skal inertimomentet således øges svarende til tredie potens af spændvidden ved voksende spænd"


Svar #14
04. september 2012 af turk89 (Slettet)

#12 og #13

Jeg tror, at jeg har fanget den. Tak.


Skriv et svar til: Tolkning af formel

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.