ฉันไปผิดทางแนวความคิดเมื่อพยายามคำนวณแรงสูงสุดบนโครงข้อต่อที่กำหนด?


10

ในคำแถลงปัญหาด้านล่างคำถามระบุว่าจะหาโหลดสูงสุดที่มัดสามารถรองรับ วิธีการของฉันคือ:P

  1. วาด FBD สำหรับโครงสร้างทั้งหมด
  2. โดยทั่วไปฉันจะระบุกองกำลังภายนอกทั้งหมดอย่างไรก็ตามสำหรับปัญหานี้ฉันรู้สึกว่ามันไม่จำเป็นเพราะฉันรู้สึกว่าพวกเขาไม่จำเป็นถ้าฉันรู้ว่ากองกำลังในสมาชิกแต่ละคน
  3. ดังนั้นฉันจึงพุ่งเข้าหารอยต่อและสันนิษฐานว่าสมาชิกแต่ละคนที่เชื่อมต่อกับอยู่ในความตึงเครียดและมีประสบการณ์แรงดึงสูงสุดปอนด์DDT=1500

แต่นี้จะนำไปสู่คำตอบที่ผิดเมื่อแก้{p} คู่มือการแก้ปัญหาแทนพบกันแรงภายนอกในแง่ของและเริ่มที่ร่วมเพื่อหาและในแง่ของ{p} นอกจากนี้เพื่อให้ได้ค่าตัวเลขคู่มือการแก้ปัญหาสันนิษฐานว่าสมาชิกได้รับแรงอัดสูงสุดที่ 660 ปอนด์อย่างไรก็ตามเมื่อฉันคิดว่าสมาชิกกำลังรับแรงดึงสูงสุดมัน ไม่ได้ผลเหมือนกันPPAADABPABAD

คำถามของฉันคือตามแนวคิดแล้วทำไมฉันถึงต้องค้นหาแรงของสมาชิกแต่ละคนในแง่ของและทำไมเราต้องสมมติว่ากำลังประสบปัญหาการบีบอัดสูงสุด (แต่ไม่ใช่ )PABAD

แก้ไข: ฉันต้องการทราบว่าฉันไม่ต้องการความช่วยเหลือในการแก้ปัญหานี้หรือไม่จำเป็นต้องใช้คณิตศาสตร์ ฉันแค่มองหาคำตอบที่เป็นแนวคิดว่าทำไมวิธีการของฉันไม่ทำงาน (เช่นการวิเคราะห์ข้อต่อ )D

คำชี้แจงปัญหา


1
ในที่สุดคำถามการบ้านที่เป็นไปตามหลักเกณฑ์ของเรา!
grfrazee

คำตอบ:


9

เหตุผลก็คือว่าคุณคิดว่าองค์ประกอบรอบโหนดDจะเป็นครั้งแรกที่จะล้มเหลว ไม่เป็นเช่นนั้น แท้จริงแล้วมันเป็นองค์ประกอบภายใต้การบีบอัด (และ ) ที่จะล้มเหลวก่อน นอกจากนี้คุณคิดว่าสมาชิกทุกคนที่อยู่รอบ ๆจะแสดงแรงตามแนวแกนเดียวกันซึ่งไม่จริงABBCD

หากต้องการดูสิ่งนี้นี่คือโครงสร้างของคุณที่มีการโหลดแบบรวม (หน่วยที่ไม่เกี่ยวข้อง):

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

และนี่คือกองกำลังแกนในสมาชิกแต่ละคนภายใต้แรงรวมนี้ (บวกกับความตึงเครียด):

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

เนื่องจากผลลัพธ์เหล่านี้มีสัดส่วนเชิงเส้นตรงกับแรงที่ใช้เราจึงสามารถค้นหาที่มีความเข้มข้นได้ที่โหนดที่สมาชิกแต่ละคนสามารถทนได้:PD

PAB=PBC=6600.943=700PAD=PCD=15000.687=2183PBD=15001.333=1125

ดังนั้นภาระสูงสุดที่โครงสร้างรองรับคือค่าต่ำสุดของค่าเหล่านี้คือ 700 ปอนด์

เพื่อแสดงความถูกต้องของผลลัพธ์เหล่านี้ตอนนี้ให้ใช้แรงเหล่านี้และตรวจสอบผลลัพธ์ในสมาชิกที่เกี่ยวข้อง:

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ผลลัพธ์ทั้งหมดที่ได้รับจากFtoolโปรแกรมวิเคราะห์เฟรม 2D ฟรี


สมาชิกและล้มเหลวก่อนเพราะแรงสูงสุดของพวกเขาน้อยกว่าสมาชิกและ (เช่น 800 lb <1500 lb)? หรือเพราะสิ่งที่อยู่ภายในเกี่ยวกับแรงบีบอัด? ABBCAD,CD,BD
ฮันเตอร์

1
@ ฮันเตอร์เพราะแรงสูงสุดของพวกเขาคือสมาชิกที่น้อยกว่า วิธีเดียวที่จะรู้ว่าโหลดสูงสุดของโครงสร้างคือการตรวจสอบโหลดสูงสุดแต่ละองค์ประกอบของโครงสร้างสามารถรองรับและรับค่าต่ำสุดของชุดค่านั้น และ "ครั้งแรก" ไม่ได้มีความหมายตามลำดับเวลา: ถ้าคุณใช้ 10,000 ปอนด์กับโครงสร้างทันทีองค์ประกอบทั้งหมดจะล้มเหลวในเวลาเดียวกัน
วาซาบิ

1
@Hunter เป็นเพียงว่าถ้าคุณใช้ 701 ปอนด์,และจะล้มเหลวในขณะที่องค์ประกอบอื่น ๆ ของโครงสร้างจะไม่ (ดีเมื่อพวกเขาล้มเหลวองค์ประกอบอื่น ๆ จะล้มเหลวเช่นกันเนื่องจากโครงสร้างกลายเป็นกระแสเลือดไหล แต่ไม่เกี่ยวข้อง) . ดังนั้นจึงไม่สำคัญว่าองค์ประกอบอื่น ๆ ยังคงสามารถรับภาระได้มากขึ้นเพราะสิ่งเหล่านี้ล้มเหลวแล้ว ทั้งหมดนั่นหมายความว่าโครงสร้างอาจมีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยใช้ส่วนที่อ่อนแอ (และราคาถูกกว่า) สำหรับ ,และที่มีโหลดสูงสุดในโครงสร้างนี้ใกล้ถึง 700 ปอนด์เช่นกัน ABBCADBDCD
วาซาบิ

1
ขอบคุณข้อมูลนี้เป็นประโยชน์อย่างมากและช่วยได้มาก นอกจากนี้สิ่งหนึ่งเล็กน้อยมันอาจช่วยแก้ไขโพสต์และทำให้คณิตศาสตร์แม่นยำยิ่งขึ้น แม้ว่าฉันจะรู้ว่ามันหมายถึงอะไร แต่ค่าแทนและไม่ใช่กองกำลังที่เกี่ยวข้องP
Hunter
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.