Question:
Interprétation de l'écoulement de cisaillement / centre de cisaillement du profil en L
Simon
2015-12-21 01:25:06 UTC
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J'ai calculé les flux de cisaillement et le centre d'un profil en L. Je suppose qu'ils sont correctement calculés (j'ai suivi les mêmes étapes que lors des cours pour un profil en forme de I). Cependant, j'ai quelques problèmes avec l'interprétation des résultats. Les résultats sont montrés dans mon croquis simple.

La hauteur du profil est 1,5 fois la base (mais cela n'a pas vraiment d'importance) et l'épaisseur est très petite par rapport aux autres dimensions. Compte tenu de cela, j'ai calculé que le centre de cisaillement est d'environ 0,49xH à gauche du centre de gravité (cg) pour contrer la torsion de l'écoulement de cisaillement. enter image description here

Ma confusion concernant les résultats:

Le résultat net du flux de cisaillement vertical est égal à la force verticale V. Le résultat net de la torsion des flux de cisaillement est égal au moment de torsion de la force verticale ( 0.49xHxV). Mais il n'y a pas de force horizontale pour contrer les flux de cisaillement horizontaux. Comment est-ce possible?

Je suis confus car dans les cours, nous n'avons vu que des flux de cisaillement dans des profils symétriques (comme C et I).

Deux réponses:
CableStay
2015-12-22 00:42:57 UTC
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Premièrement, le centre de cisaillement est le point auquel une charge appliquée ne produit aucune torsion sur la section. Pour une section à symétrie simple ou double, le centre de cisaillement se situera sur l'axe de symétrie. Pour l'angle de jambe inégal montré ici, nous pouvons dire par inspection que le centre de cisaillement doit être à l'intersection des deux jambes car l'écoulement de cisaillement ne produira aucun moment autour de ce point.

Shear Center of Unequal Leg Angle

L'équation générale de l'écoulement de cisaillement dans une section asymétrique est:

$$ q = \ frac {I_xV_x - I_ {xy} V_y} {I_xI_y - I_ {xy} ^ 2} \ sum xA - \ frac {I_yV_y - I_ {xy} V_x} {I_xI_y - I_ {xy} ^ 2} \ sum yA $$

Si la section est symétrique, le $ I_ {xy} $ term est égal à zéro. Pour une section symétrique soumise uniquement au cisaillement vertical $ V_y $ cette équation se réduit à:

$$ q = \ frac {V_y} {I_x} \ sum yA = \ frac {VQ} {I} $$

Mais pour une section asymétrique, nous avons besoin de l'équation généralisée complète. Le résultat est quelque chose comme ceci:

Shear Flow Diagrams for Unequal Leg Angle

Maintenant, vous pouvez voir que si nous intégrons la force de cisaillement sur la longueur de la jambe horizontale, le résultat sera nul. L'intégration sur la jambe verticale équivaudra à la force de cisaillement appliquée $ V_y $

Il y a une assez bonne discussion / exemple de ceci ici et ici (page 474)

Pete
2015-12-21 20:24:11 UTC
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Vous avez raison de dire que pour une charge appliquée verticale, l'écoulement de cisaillement dans la direction horizontale doit être égal à zéro pour satisfaire l'équilibre entre la contrainte interne et la charge appliquée de l'extérieur. Par conséquent, le diagramme de flux de cisaillement qui est dessiné ne peut pas être correct.

L'essentiel est que l'écoulement de cisaillement (comme la contrainte de flexion) doit être calculé par rapport aux directions de l'axe principal de la section transversale. Contrairement aux poutres I, les axes principaux d'une section d'angle ne s'alignent pas avec les directions horizontale et verticale. Les axes principaux sont légèrement tournés.

Il est nécessaire de calculer les propriétés de la section autour des axes principaux (tournés). Considérez ensuite votre charge appliquée comme une somme vectorielle de deux forces, l'une agissant dans chacune des directions principales. Ensuite, calculez le flux de cisaillement séparément pour les forces agissant autour des deux axes et additionnez les résultats. C'est un peu long malheureusement!

Il existe également une méthode simplifiée pour faire le calcul, qui utilise uniquement les coordonnées x et y de la section (pas les coordonnées pivotées des axes principaux). Cela économise beaucoup de trig! Vous pouvez trouver une explication à ce sujet ici: contrainte de flexion et écoulement de cisaillement dans les sections à parois minces



Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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