5..dio_pet
DESCRIPTION
otpornost materijala pt 5TRANSCRIPT
7/21/2019 5..DIO_PET
http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 1/18
JU UNIVERZITET U TUZLI
Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet
Teoretske osnove za izradu zadataka u narednom poglavlju nalaze se u knjizi «Otpornost
materijala sa teorijom elastič nosti», autora Dr sci. Sadudina Hodžića, redovnog profesora na Rudarsko-geološko-građ evinskom fakultetu u Tuzli, na stanicama broj 165 do 179.
116
7/21/2019 5..DIO_PET
http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 2/18
JU UNIVERZITET U TUZLI
Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet
8. Kastiljanova teorema
Zadatak 8.1
Dimenzionirati obostrano uklješteni luk prikazan na slici 115., ako je isti od č elika i ima
dozvoljeno naprezanje na savijanje: df =12kN/cm2 . Prilikom dimenzioniranja, zanemariti uticajkrivine i pomijeranje neutralne ose u presjeku luka, tj. uzeti da je: Rn ≅ R. Nacrtati dijagram
momenata savijanja. q=2kN/cm; R=200cm
q
b
Presjek A-A
M
Slika 115. Slika 116.
Z Z
M
B
Napomena:Prilikom rješavanja zadatka, trokutno opterećenje zamijeniti koncentrisanom silom.
h=2⋅ b
kN Rq Rq
F 40020022
2=⋅=⋅=
⋅⋅=
Slika 117.
Konačne formule za bočnu silu i momenat uklještenja, uzete su iz knjige:
S. Hodžića «Otpornost materijala sa teorijom elastičnosti».
YY
Z MM ϕR
F
Z
117
7/21/2019 5..DIO_PET
http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 3/18
JU UNIVERZITET U TUZLI
Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet
kNcm Rq R F M
kN Rq F Z
8800200211,011,011,0
368200246,046,046,0
22 =⋅⋅=⋅⋅=⋅⋅=
=⋅⋅=⋅⋅=⋅=
Momenat savijanja:
( ) M R Z RY M +⋅⋅−−⋅⋅= ϕ ϕ sincos1Maksimalni momenat savijanja je za: ϕ =90
o
M R Z RY M +⋅−⋅=max
Y=F/2
( )
kNcm Rq M
qqq R M
Rq Rq Rq
M
Rq R Rq R Rq
M
12000200215,015,0
11,046,05,0
11,046,0
2
11,046,02
22
max
2
max
222
max
2
max
=⋅⋅=⋅⋅=
⋅+⋅−⋅⋅=
⋅⋅+⋅⋅−⋅
=
⋅⋅+⋅⋅⋅−⋅⋅
=
cmbh
cmqb
Rqb
Rqb
M W
W
M
bbbhb
W
xpdf
xp
df
xp
9,2245,1122
45,112750750666,012
15,0
15,0666,012
666,06
4
6
3333
2
23
max
max
322
=⋅=⋅=
=⋅=⋅=⋅⋅
⋅⋅=
⋅⋅=⋅⋅
=⋅
=
⋅=⋅⋅
=⋅
=
σ
σ
Dijagram momenata savijanja
118
M m a x
Z Z
M
++
+
MM
Slika 118.
7/21/2019 5..DIO_PET
http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 4/18
JU UNIVERZITET U TUZLI
Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet
Zadatak 8.2
Primjenom Kastiljanove teoreme odrediti stati č ke veli č ine zadatog okvira: M A; Y A; Z; M B; Y B;
M C . Nacrtati stati č ke dijagrame: momenata savijanja, transverzalnih sila i normalnih sila.
q=10kN/m; l 1=3m; l 2=2⋅l 1
Slika 119.
2
2
1
C B
A
z
MA
YA
YB
Z
Z
l2
h = l 1
y
1
MB
kN l q F 606102 =⋅=⋅=
Okvir ABC, ima 3 statičke nepoznate veličine: M A , Z i Y A. Okvir je tri puta statički neodređen.
Iz uvjeta: 01
0 0
22
11
2
=
⋅
∂∂
⋅+⋅∂∂
⋅⋅⋅
=∂∂
∫ ∫h l
nn xn
dz S
M M dy
S
M M
I E S
A
Sn-odgovarajuća statička nepoznata veličina.
Postavljamo jednačine momenata savijanja za presjeke 1-1 i 2-2.
2
2
12
1
z ql Z z Y M M
y Z M M
A A
A
⋅−⋅−⋅+=
⋅−=
Pošto imamo 3 nepoznate statičke veličine, napravit ćemo prvi izvod momenata M 1 i M 2, po prvoj,
drugoj i trećoj nepoznatoj. Uvrštavajući to u gornji uvjet 0=∂∂ nS A , dobit ćemo 3 jednačine sa 3
nepoznate veličine: M A , Z i Y A.
1
1
2
1
=∂∂
=∂∂
A
A
M
M
M
M
119
7/21/2019 5..DIO_PET
http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 5/18
JU UNIVERZITET U TUZLI
Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet
Uvjet 0=∂∂
nS
A, može se pisati:
02
)(
0
0 0
2
1
0 0
22
11
2
2
=⋅
⋅−⋅−⋅++⋅⋅−
=⋅∂∂
⋅+⋅∂∂
⋅
∫ ∫
∫ ∫h l
A A A
h l
A A
dz z q
l Z z Y M dy y Z M
dz M
M M dy
M
M M
606
82
2
42
2
0622
0622
3
12
1
2
1
1
2
1
1
3
221
2
22
2
11
1
0
3
1
2
0
221
⋅=⋅⋅
−⋅⋅−⋅⋅
+⋅⋅+⋅
−⋅
=⋅
−⋅⋅−⋅
+⋅+⋅
−⋅
==
=
⋅−⋅⋅−
⋅+⋅+
⋅−⋅
l ql Z
l Y l M
l Z l M
l ql l Z
l Y l M
l Z l M
yhl
z q z l Z
z Y z M
y Z y M
A
A A
A A A
l A
A
l
A
)1......(..............................375,35,4
4
18121518
)(2
8121518
0812431236
111
2
111
1
2
11
2
1
2
11
3
1
2
1
2
11
2
11
l F l Y l Z M
l ql Y l Z M
kN F l q
l l ql Y l Z l M
l ql Z l Y l M l Z l M
A A
A A
A A
A A A
⋅=⋅⋅+⋅⋅−⋅
⋅⋅⋅=⋅⋅+⋅⋅−⋅
=⋅⋅
⋅⋅⋅=⋅⋅+⋅⋅−⋅⋅
=⋅⋅−⋅⋅−⋅⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅−⋅⋅
Izvod momenata po drugoj promjenjivoj:
z Y
M
Y
M
A
A
=∂∂
=∂∂
2
1 0
Pošto je 01 =∂∂
AY
M , prvi dio integrala, jednak je nuli.
08232
08232
02
4
2
2
21
3
2
2
2
0
42
1
32
0
3
12
2
2
=⋅
−⋅⋅
−⋅
+⋅
=⋅
−⋅⋅
−⋅
+⋅
=⋅
⋅−⋅⋅−⋅+⋅=∂∂ ∫
l ql l Z l Y l M
z q z l Z z Y z M
dz z ql z Z z Y z M S A
A A
l A A
l
A A
n
120
7/21/2019 5..DIO_PET
http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 6/18
JU UNIVERZITET U TUZLI
Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet
)2........(..............................23
82
0223
82
2
111
4
1
3
1
3
12
1
12
l F l Z l Y
M
l ql Z l Y
l M
l l
A A
A A
⋅=⋅⋅−⋅⋅+⋅
=⋅⋅−⋅⋅−⋅⋅
+⋅⋅
⋅=
Izvodi momenata po trećoj promjenljivoj:
12
1
l Z
M
y z
M
−=∂
∂
−=∂
∂
06223
06232
02
)(
0)(2
)()(
3
212
2
11
2
221
2
1
3
1
0
3
12
11
2
10
32
0 0
2
12
111
2
0 0
1
2
1
21
1 2
1 2
=⋅⋅
+⋅⋅+⋅⋅
−⋅⋅−⋅
−⋅
=
⋅⋅+⋅⋅+
⋅⋅−⋅⋅−+
⋅+
⋅−
=⋅
⋅⋅+⋅+⋅⋅−⋅−+⋅⋅+⋅−
=⋅−⋅
⋅−⋅−⋅++⋅−⋅⋅−
∫ ∫
∫ ∫
l l ql l Z
l l Y l l M
l M l Z
z l q z l Z
l z Y z l M
y Z y M
dz z l q
l Z l z Y l M dy y Z y M
dz l z q
l Z z Y M dy y y Z M
A A
A
l A
A
l A
l l
A A A
l l
A A A
)3......(..............................375,35,3
)1(375,35,3
3334
35,0
23334
35,0
4
1812121232
606
8222
23
111
111
1111
2
1
4
1
3
1
3
1
2
1
2
1
3
1
4
1
3
1
3
1
2
1
2
1
3
1
4
13
1
3
1
2
1
2
1
3
1
l F l Y M l Z
l F l Y M l Z
l F l Z l Y M M l Z
l l ql Z l Y l M l M l Z
l ql Z l Y l M l M l Z
l ql Z l Y l M
l M l Z
A A
A A
A A A
A A A
A A A
A A A
⋅=⋅⋅+⋅+⋅⋅−−⋅⋅−=⋅⋅−⋅−⋅⋅
⋅−=⋅⋅+⋅⋅−⋅−⋅−⋅⋅
⋅⋅⋅−=⋅⋅+⋅⋅−⋅⋅−⋅⋅−⋅⋅
⋅⋅⋅−=⋅⋅+⋅⋅−⋅⋅−⋅⋅−⋅⋅
⋅=⋅⋅
+⋅⋅+⋅⋅−⋅⋅−⋅
−⋅
Zamjenom veličina F=60kN; l 1=3m, jednačine (1), (2) i (3) imaju oblik:
)3......(..............................18095,1075,3
)2.....(........................................180862
)1......(..............................180925,115,4
=⋅+⋅−⋅
=⋅+⋅−⋅
=⋅+⋅−⋅
A A
A A
A A
Y Z M
Y Z M
Y Z M
121
7/21/2019 5..DIO_PET
http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 7/18
JU UNIVERZITET U TUZLI
Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet
Formiramo determinante i razvijemo ih po Sarusu:
5,135,2023785,2021895,337243
5,10
6
25,11
75,3
2
5,4
95,1075,3
862
925,115,4
=+++−−−=
−
−
−
−
−
−
=
D
D
kNm D
D M
D
D
A
A
A
M
A
M
M
105,13
135
1359720151201822517010162009720
5,10
6
25,11
180
180
180
95,10180
86180
925,11180
===
=+++−−−=
−
−
−
−
−
−
=
135607564803240324054007290
180
180
180
75,3
2
5,4
918075,3
81802
91805,4
=−−−++=
=
Z
Z
D
D
kN D
D Z Z 10
5,13
135===
25,371
5,10
6
25,11
75,3
2
5,4
1805,1075,3
18062
18025,115,4
=
−
−
−
−
−
−
=
Y
Y
D
D
kN D DY Y 5,27
5,1325,371 ===
kNm M
l ql Z l Y M M
B
A A B
352
61031065,2710
22
2
212
−=⋅
−⋅−⋅+=
⋅−⋅−⋅+=
122
7/21/2019 5..DIO_PET
http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 8/18
JU UNIVERZITET U TUZLI
Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet
kN Y
Y
Y Y l q
F
B
B
B A
y
5,32
05,2760
0
0
2
=
=−−
=−−⋅
=Σ
kNml Z M M M AC 203101011 −=⋅−=⋅−==
Dakle tražene statičke veličine su:
Y A=27,5kN; Y B=32,5kN; Z=10kN; M A=10kNm; M B=-35kNm; M C =-20kNm;
Potrebne veličine za crtanje statičkih dijagrama.
Na gornjem štapu rama, transverzalna sila mijenja predznak. Uvjet promjene predznaka:
02 =∂
∂ z
M
mq
Y z
z qY z
M
z ql Z z Y M M
A
A
A A
75,210
5,27
0
2
2
2
12
===
=⋅−=∂
∂
⋅−⋅−⋅+=
Na udaljenosti z=2,75m, od tačke (C), transverzalna sila mijenja predznak.
kNm M 8,172
75,21031075,25,2710
2
)75,2( =⋅
−⋅−⋅+=
123
7/21/2019 5..DIO_PET
http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 9/18
JU UNIVERZITET U TUZLI
Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet
Slika 120.
A
YA
MB
h = l 1
l2
Z
Z
YB
YA
MAA
BC
F
+
MA
MC
MC
MB
B
A
C
+
—
BC
Z
+
N
M
YB
F
A
CB
YA
U L=1m/1cmU M =10kNm/1cm
U F =10kN/1cm
dijagram momenata
savijanja
dijagram
transverzalnih sila
dijagram aksijalnih
(normalnih) sila
M
Z
N
124
7/21/2019 5..DIO_PET
http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 10/18
JU UNIVERZITET U TUZLI
Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet
Zadatak 8.3
Za luk prikazan na slici 121., nacrtati dijagram momenata savijanja.
Dakle: )(2
kN B A 2
Rq Rq
Y Y ⋅=⋅⋅
==Luk sa prethodne slike, zbog simetrije opterećenja, dva puta je statički neodređen.
Nepoznate statičke veličine su: horizontalne reakcije u osloncima ( Z A= Z B= Z ), i momenti
uklještenja: M A= M B= M.
Momenat savijanja u proizvoljnoj tački (1)
Dakle:
Momenat savijanja u proizvoljnoj tački (1)
kN Rq Rq
Y Y B A ⋅=⋅⋅
==2
2
Z
MA
q=20kN/m
Slika 121.
A
YY
B
R=2m
Z
MB
125
R-Rcosϕ
M
MA
q=20kN/m
R
Z Z
Y Y
MB
A B
ϕ
(1)
Slika 122.
+
7/21/2019 5..DIO_PET
http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 11/18
JU UNIVERZITET U TUZLI
Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet
( ) ( )
( ) ( )( )
( )
RqY
Rq M R Z R RY M
R R R R R R
R Rq M R Z R RY M
⋅=
+⋅−⋅⋅−+⋅⋅−⋅−⋅=
+⋅−⋅=⋅+⋅⋅−=⋅−
⋅−⋅−+⋅⋅−⋅−⋅=
2
coscos21sincos
coscos21coscos2cos
2
cossincos
22
1
2222222
2
1
ϕ ϕ ϕ ϕ
ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ
ϕ ϕ ϕ
Momenat savi an a u tački 1
( ) ( )
2
coscos21sincos1
222
1
ϕ ϕ ϕ ϕ
+⋅−⋅⋅−+⋅⋅−−⋅⋅=
Rq M R Z Rq M
Uzimamo za uvjete da su ugibi u osloncima jednaki nuli, i da su nagibi tangenti na luk, u osloncima
jednaki nuli. Slijede Kastiljanove teoreme:
02
02
2
0
2
0
=⋅∂
∂⋅⋅
⋅==
∂
∂
=⋅∂∂
⋅⋅⋅
==∂∂
∫
∫
ds M
M I E
A
ds Z
M M
I E f
Z
A
M M
π
π
α )
Napomena: Zbog simetričnih granica integrala, uzeta je polovina istih (π/2 do 0), pa je ispredintegrala broj 2.
Parcijalni izvod momenata savijanja po prvoj nepoznatoj (Z): ϕ sin⋅−=∂∂ R M Z
Parcijalni izvod momenata savijanja po drugoj nepoznatoj: 1=∂
∂ M
Elemenat luka: ds=R⋅ d ϕ , pa slijedi:
0)sin()coscos21(2
sin)cos1(22
2
22
0
22
22
0
2
0
=⋅⋅−⋅
+⋅−
⋅−+⋅⋅−−⋅⋅⋅
⋅=⋅
∂∂
⋅⋅⋅
⋅∂∂
⋅⋅⋅
=∂∂
∫∫
∫
ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ
π π
π
d R Rq
M R Z Rq I E
ds Z
M M
I E
ds Z
M M
I E Z
A
Gornju jednačinu dijelimo sa I E
R
⋅⋅ 22
, pa slijedi:
126
7/21/2019 5..DIO_PET
http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 12/18
JU UNIVERZITET U TUZLI
Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet
0)sin()cos2
cos2
sin)cos
0)sin()coscos21(2
sin)cos1(
2
0
22
22
22
2
0
22
2
=⋅−⋅
⋅
⋅−⋅⋅+
⋅−+⋅⋅−⋅⋅−⋅
=⋅−⋅
+⋅−
⋅−+⋅⋅−−⋅⋅
∫
∫
ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ
ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ
π
π
d Rq
Rq Rq
M R Z Rq Rq
d Rq
M R Z Rq
0) =
ϕ d cossin
2cossinsin
2sinsincossinsin
2
0
22
22
222
⋅+⋅−
⋅+−⋅+⋅+⋅−∫ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ
π
Rq Rq
Rq M R Z Rq Rq
Sabirke pod integralom razdvajamo u posebne integrale, radi pojednostavljivanja
42sin
4
1
2sin
2
sin
2
cossin
)10(cossin
2
0
2
0
2
3
22
0
222
0
2
2
222
0
22
0
2
1
R Z R Z d R Z I
Rq Rqd Rq I
Rq Rq Rqd Rq I
⋅⋅=⋅
⋅−⋅⋅=⋅⋅⋅=
⋅=⋅
⋅=⋅⋅⋅⋅=
⋅−=−⋅⋅=⋅⋅=⋅⋅⋅−=
∫
∫
∫
π ϕ
ϕ ϕ ϕ
ϕ ϕ ϕ ϕ
ϕ ϕ ϕ
π π
π π
π π
2cos
2sin
2
cossin
22
0
22
0
2
5
2
0
2
0
4
Rq Rqd
Rq I
M M d M I
⋅=⋅
⋅−=⋅⋅
⋅=
−=⋅=⋅⋅−=
∫
∫
π π
π π
ϕ ϕ ϕ
ϕ ϕ ϕ
ϕ ϕ ϕ
ϕ ϕ ϕ ϕ
π
π π
d Rq
I
Rq Rqd Rq I
⋅⋅⋅⋅
=′
⋅−=⋅⋅⋅−=⋅⋅⋅⋅−=
∫
∫
22
0
2
7
2
2
0
22
2
0
26
cossin2
2)sin(
2
1cossin
Integral broj I7´, smjenjujemo sa 2 integrala (I7 i I8)
ϕ ϕ
ϕ ϕ
ϕ ϕ ϕ ϕ
ϕ ϕ ϕ ϕ
22
22
32
22
sin1cos
1cossin
sinsincossin
)sin1(sincossin
−=
=+
−=⋅
−=⋅
36
3
62
3
cos
2cos
23
coscos
2sin
2
2cos
2sin
2
22222
8
2
0
322
0
22
0
322
0
32
8
22
0
22
0
2
7
Rq Rq Rq Rq Rq I
Rq Rq Rqd
Rq I
Rq Rqd
Rq I
⋅−=
⋅+⋅⋅−=
⋅+
⋅−=
⋅−
⋅=
+−⋅
⋅−=⋅⋅
⋅−=
⋅=⋅
⋅−=⋅⋅
⋅=
∫
∫
π π π π
π π
ϕ ϕ
ϕ ϕ ϕ ϕ
ϕ ϕ ϕ
127
7/21/2019 5..DIO_PET
http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 13/18
JU UNIVERZITET U TUZLI
Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet
)1...(..................................................034
0322242
0
2
222222
87654321
=
⋅
−−
⋅⋅
=⋅
−⋅
+⋅
−⋅
+−⋅⋅
+⋅
+⋅−
=+++++++
Rq
M
R Z
Rq Rq Rq Rq M
R Z Rq Rq
I I I I I I I I
π
π
Zamjenom veličina R=2m i q=20kN/m slijedi)1........(..................................................07,2657,1 =−−⋅ M Z
Iz druge Kastiljanove teoreme slijedi:
0)coscos21(2
sin)cos1(2
2
2
0
22
2
2
0
=⋅⋅
+⋅−
⋅−+⋅⋅−−⋅⋅⋅
⋅=
⋅∂
∂⋅⋅
⋅=
∂
∂
∫
∫
ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ
π
π
d R Rq
M R Z Rq I E
ds M
M I E
A
Μ M
ds=R⋅ d ϕ
Gornju jednačinu dijelimo sa I E
R
⋅⋅ 22
, pa slijedi:
0)cos2cos2sin)cos
0)coscos21(2
sin)cos1(
2
0
22
22
22
2
0
22
2
=⋅
⋅
⋅−⋅⋅+
⋅−+⋅⋅−⋅⋅−⋅
=⋅
+⋅−
⋅−+⋅⋅−−⋅⋅
∫
∫
ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ
ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ
π
π
d Rq
Rq Rq
M R Z Rq Rq
d Rq
M R Z Rq
Sabirke pod integralom razdvajamo u posebne integrale, radi pojednostavljivanja
422
2
cossin
sincos
2
22
0
22
0
2
5
2
0
2
0
4
2
0
2
0
3
22
0
22
0
2
2
22
0
22
0
2
1
π ϕ ϕ
π ϕ ϕ
ϕ ϕ ϕ
ϕ ϕ ϕ
π ϕ ϕ
π π
π π
π
π
π π
π π
⋅⋅−=
⋅−=⋅
⋅−=
⋅=⋅=⋅=
⋅−=⋅⋅⋅=⋅⋅⋅−=
⋅−=⋅⋅−=⋅⋅⋅−=
⋅⋅=⋅=⋅⋅=
∫
∫
∫
∫
∫
Rq Rqd
Rq I
M M d M I
R Z R Z d R Z I
Rq Rqd Rq I
Rq Rqd Rq I
128
7/21/2019 5..DIO_PET
http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 14/18
JU UNIVERZITET U TUZLI
Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet
82sin
4
1
22cos
2
sincos
22
0
22
2
0
2
7
22
0
22
0
2
6
π ϕ
ϕ ϕ ϕ
ϕ ϕ ϕ
π π
π π
⋅⋅−=
⋅+⋅
−=⋅⋅⋅
−=
⋅=⋅⋅=⋅⋅⋅=
∫
∫
Rq Rqd
Rq I
Rq Rqd Rq I
)2(............................................................057,124,31
)2...(..................................................028
08422
0
2
22
22
2
7654321
=⋅+⋅−
=⋅
+⋅−⋅⋅
=⋅⋅
−⋅+⋅⋅
−⋅
+⋅−⋅+⋅⋅
=+++++++
M Z
M R Z
Rq
Rq Rq
Rq M R Z Rq
Rq
I I I I I I I
π π
π π π π
Iz (2) jednačine, tražimo nepoznate veličine (M) i (Z).
7,2657,1 =−⋅ M Z
4,3157,12 =⋅+⋅ M Z
kNm D
D M
D
kN D
D Z
D
D
M
Z
Z
Z
82,8465,0
1,4
1,44,533,494,31
7,26
2
57,1
6,22465,0
5,10
5,104,3192,4157,1
1
4,31
7,26
465,0246,257,1
1
2
57,1
=−
−==
−=−==
=−−
==
−=+−=−
−=
−=+−=−
−=
Dakle, statičke nepoznate su: Z=22,6kN i M=8,82kNm.
Pošto je opća jednačina momenata savijanja:
( ) ( )
2
coscos21sincos1
222
1
ϕ ϕ ϕ ϕ
+⋅−⋅⋅−+⋅⋅−−⋅⋅=
Rq M R Z Rq M , izvršit ćemo zamjenu
poznatih veličina, a proizvoljno ćemo uzeti veličinu ugla ϕ .
ϕ =0o; 10
o; 30
o; 45
o; 50
o; 60
o; 80
o; 90
o
129
7/21/2019 5..DIO_PET
http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 15/18
JU UNIVERZITET U TUZLI
Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet
q=20kN/m; R=2m; Z=22,6kN; M=8,82kNm
( ) ( )
( ) ( )
ϕ ϕ
ϕ ϕ ϕ ϕ
ϕ ϕ ϕ ϕ
2
2
222
cos40sin2,2582,48
coscos214082,8sin2,45cos180
2
coscos2122082,8sin26,22cos1220
⋅−⋅−=
+⋅−⋅−+⋅−−⋅=
+⋅−⋅⋅−+⋅⋅−−⋅⋅=
M
M
M
Očigledno je maksimalni momenat savijanja za ugao ϕ=90o. Mmax=23,62kNm
Tabela 13.
ϕ° sinϕ cosϕ M(kNm)
0 0 1 8,82
10 0,174 0,98 6
30 0,5 0,866 6,22
45 0,707 0,707 11
50 0,766 0,643 1360 0,866 0,5 17
80 0,98 0,174 22,9
90 1 0 23,62
q
+ M m a x
Slika 123.
UL=1m/2,4cm
UM=10kNm/1cm
B
MBMA
A ZBZA
YBYA
2m
130
7/21/2019 5..DIO_PET
http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 16/18
JU UNIVERZITET U TUZLI
Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet
Teoretske osnove za izradu zadataka u narednom poglavlju nalaze se u knjizi «Otpornostmaterijala sa teorijom elastič nosti», autora Dr sci. Sadudina Hodžića, redovnog profesora na
Rudarsko-geološko-građ evinskom fakultetu u Tuzli, na stanicama broj 179 do 187.
131
7/21/2019 5..DIO_PET
http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 17/18
JU UNIVERZITET U TUZLI
Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet
9. Torzija
Zadatak 9.1
Dimenzionisati č eli č ni štap stepenasto «kratko» vratilo, pod uvjetom da se svaki segment vratila
(l 1; l 2; l 3 ), zaokrene za isti ugao uvijanja =0,95o , po djelovanjem zadatih momenata torzije.
l 2=0,8⋅l 1l 3=0,5⋅l 1
D 3
D 2
D 1
Mt1=8000kNcm
Mt2=10000kNcm
Mt3=15000kNcm
Mt1Mt2Mt3 1
1
3
3
2
2l1l2 l3
Slika 123.
0
1
321
3
33213
2
2212
1
111
95,0
)(
)(
=
==⋅
⋅++=
⋅⋅+
=
⋅⋅
=
⋅⋅
=
θ
θ θ θ
θ
θ
θ
θ
o
t t t
o
t t
o
t
o
t
I G
l M M M
I G
l M M
I G
l M
I G
l M
132
7/21/2019 5..DIO_PET
http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 18/18
JU UNIVERZITET U TUZLI
Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet
cml D
D
l
D
l
5,171505,6275,627
35,100165,0
0165,0
327875
8000
4411
4
1
1
4
1
11
=⋅=⋅=
⋅=
=⋅
⋅
⋅=
π θ
cml D
D
l
D
l
3,201504,11294,1129
63,180165,0
0165,0
327875
8,0)100008000(
4412
4
2
1
4
2
12
=⋅=⋅=
⋅=
=⋅
⋅
⋅⋅+=
π θ
cml D
D
l
D
l
0,2115012941294
35,210165,0
0165,0
327875
5,0)15000100008000(
4412
4
3
1
4
3
13
=⋅=⋅=
⋅=
=⋅
⋅
⋅⋅++=π
θ
133