Schuifspanningscomponenten

[hwgxx7]

Hallo,

een lichaam in een orthogonaal assenstelsel. Dit lichaam roteert enkel om de (positieve) z-as, tgv. van 2 krachten die evenwijdig met de x-as op dit lichaam inwerken. Beide krachten

\(F_{1}\)

en

\(F_{2}\)

zijn even groot, maar dus tegengesteld.

Er treedt geen translatie op dus. Hoe verhouden de schuifspanningscomponenten zich nu ? Ik weet dat bij stilstand deze allen even groot zijn aan elkaar. Maar hoe moet ik dit benaderind in geval van rotatie?

Mvg.

[attachment=9590:schuifsp...ingscomp.png]

[In physics I trust]

Mogelijk begrijp ik je vraag niet goed; maar als je de rotatie niet verhindert (bijvoorbeeld door wrijving bij draaiing rond die z-as), dan zorgen die krachten enkel ervoor dat je blokje gaat draaien, er treden geen schuifspanningen op.

[king nero]

Welk percentage van de geleverde kracht wordt gebruikt om het lichaam te roteren?

edit: gelijktijdig geantwoord, en 2x hetzelfde antwoord.

[hwgxx7]

Enkel indien de evenwichtsvoorwaarden voor translatie en rotatie vervult zijn (stilstand dus) treden er dus schuifspanningen op in het materiaal.

M'n cursus vermeld namelijk een afbeelding waarop een bout op eenzelfde manier als de afbeelding in post 1, wordt belast. Ik leidt daar dan rotatie uit af, naar m'n vermoeden is de afbeelding fout of ik interpreteer de belasting als een mogelijk rotatie ( de schrijver bedoelt dan wrs. toch stilstand)...

Enfin ik weet nu genoeg, dankjewel voor het vlugge antwoord.

[In physics I trust]

Enkel indien de evenwichtsvoorwaarden voor translatie en rotatie vervult zijn (stilstand dus) treden er dus schuifspanningen op in het materiaal.

Of de aangelegde kracht wordt omgezet in beweging (niet verhinderd) of in reactiekracht (wel verhinderd). In realiteit heb je vaak een combinatie van beide, denk aan een bout die je steeds verder wil vastdraaien: in het begin wordt alle kracht gewoon gebruikt om de bout verder te schroeven, maar naargelang de bout vaster wordt gedraaid, wordt het moeilijker om verder te draaien. Dat komt omdat slechts een deel van de kracht nog tot effectieve beweging leidt, maar ook een deel wordt 'opgevangen'.

Als je de bout niet meer verder kan draaien maar je blijft dezelfde kracht uitoefenen heb je dus de andere uiterste situatie: de kracht die je aanlegt geeft dan wel aanleiding tot schuifspanningscomponenten.

[hwgxx7]

Ja dat begrijp ik wel, nogal logisch dat er dan spanningen ontstaan. Indien je koppel blijft aan leggen op zo'n bout (schroef) zal tgv. van de te grootte schuifspanningen er faalgedrag optreden. Resultaat is dat uw bout niet meer zo effectief is ..

Maar m'n post ging vooral uit naar 'normale' belastingstoestanden. Alleen heb ik het nogal moelijk met hier de 1 ste wet van Newton aan te koppelen. Immers als uw resulterende kracht = 0, bij een constante snelheid kunnen er dan in principe wel spanningen zijn?

Stel een lichaam voor dat beweegt met constante snelheid, dit lichaam kan dan ook equivalent zijn met de foto in post #1. Er kan dus wel spanning zijn en toch beweegt het lichaam.. Ik maak wrs. wel een denkfout, maar kan mezelf nergens op betrappen..

Mvg.

[In physics I trust]

Voor de goede orde: je stelt een situatie voor als die waarin je een constante kracht uitoefent en er een bout verder wordt geschroefd zonder dat je op het einde van de draad bent?

[hwgxx7]

Mijn laatste post ging meer algemeen over een blokje dat met constante snelheid beweegt volgens een rechte lijn. Maar dit blokje zal wel zodanig worden belast dat er een drukspanning op zal staan. Volgens de 1ste wet zal dit blokje verder blijven bewegen terwijl er wel een drukspanning op dit blokje werkt. Hoe mag/kan ik dit dan verklaren?

Ik denk (theoretisch, want in de praktijk is er altijd tegenwerkende kracht: wrijving etc..):

normaalspanning kan perfect voorkomen in combinatie met constante snelheid.

Bij een versnelling zal er een resulterende kracht zijn en kan er geen spanning zijn, want er is geen tegengesteld kracht die voor een spanning kan zorgen. Indien die er wel was zou het blokje immers niet versnellen en was er wel spanning aanwezig. Indat geval heb je weer stilstand (rust) , ofwel constante snelheid.

Bij een constante rotatie snelheid zal er een resulterend moment op het blokje werken, geen spanningen aanwezig omdat deze anders zouden beletten dat het blokje kan roteren.

Ik vindt het raar dat ik dan moet besluiten dat bij translatie er wel spanning en constante snelheid kan optreden, en bij rotatie geen spanning kan optreden...

Hopelijk heb ik het begrijpbaar verwoord. Ik hoor graag m'n denkfout.

Mvg.

[In physics I trust]

Je laatste bericht is nogal warrig. Ik volg je ideeën niet volledig. Voor zover ik dan toch een poging doe: ik denk dat je analogie niet opgaat.

Als je een blokje laat voortbewegen zonder enige vorm van weerstand kan je het blokje op zich wel samendrukken intussen. Maar dat staat volledig los van de beweging. Je kan net zo goed zorgen voor een afschuifspanning als voor een normaalspanning terwijl dat blikje beweegt, die beweging heeft er helemaal niets mee te maken.

Zelfde geldt voor een vrije rotatie, zonder enige vorm van weerstand terwijl je er een druk op uitoefent of een afschuifkracht.

Wat van belang is, is of de kracht (spanning) die werkt op je blokje op een of andere manier je beweging (translatie/rotatie) verhindert.

Als je een rotatie met wrijving wil vergelijken met een translatie, dan zie je dat er een perfect equivalent bestaat. Laat bijvorbeeld een blokje een translatie uitvoeren waarbij er een ander blokje in de weg staat dat zorgt voor een wrijving. Dan moet het blokje daar ook tegen drukken. A la limite heb je de situatie waarbij je een blokje hebt dat duwt tegen een starre muur, net zoals je in de limiet een blokje hebt dat wringt rond een vastzittende as.

Wat je hier uit moet onthouden is dat in beide gevallen er een ideale situatie bestaat waarbij er geen wrijving optreedt: gladde vloer voor de translatie, perfect gladde as voor de rotatie. Alle energie wordt gebruikt voor de beweging en er treedt geen spanning op. De andere extreme situatie is dan dat er geen translatie kan optreden (verhinderd) of geen rotatie (eveneens verhinderd) en dat alle energie optreedt als reactiekracht, zijnde een normaalspanning voor de translatie, een afschuifspanning voor de rotatie.

Hopelijk verduidelijkt dit wat.

[hwgxx7]

je de rotatie niet verhindert (bijvoorbeeld door wrijving bij draaiing rond die z-as), dan zorgen die krachten enkel ervoor dat je blokje gaat draaien, er treden geen schuifspanningen op.

Ik had beter eerst deze quote opgegeven, dus in post#2 gaf je aan dat het hinderen van beweging aanleiding geeft tot materiaalspanning.

Logisch:

Maar ik stel nu volgende situatie voor:

- Een translerend blokje bewegend met constante snelheid terwijl er normaalspanning op inwerkt . Som van krachten = 0 en er is toch spanning aanwezig en het blokje beweegt verder met constante snelheid. Geen probleem dus.

- Een roterend blokje met constante rotatiesnelheid. Som van krachten = 0, lichaam wordt niet gehinderd dus kunnen er ook geen schuifspanningen optreden. Hinderen (bv. een last die omhoog getrokken word) van een aseinde zorgt dat rotatie wordt belemmerd en dat er wel (schuifspanning) ontstaat. De rotatiesnelheid neemt af omdat materiaalspanning energie vraagt. Kan het zijn dat ik hier (negatieve) versnelling ook bij moet rekenen als invloed?

Er is inderdaad een equivalentie tussen translatie en rotatie, maar heb problemen om rotatie linken met de 1ste wet van Newton.

Het is me vooral de toen om het verschil tussen translatie en rotatie in de situatie van ideale (=niet gehinderde beweging). Bij de ene knn. er spanningen zijn en bij de andere niet..

Ik kom er maar niet uit ondanks lang nadenken , opassen dat ik er m'n hoofd niet over breek

Mvg.

[In physics I trust]

Voordat ik verder kan antwoorden, wil ok graag weten wat je dan bedoelt met

Een translerend blokje bewegend met constante snelheid terwijl er normaalspanning op inwerkt . Som van krachten = 0 en er is toch spanning aanwezig en het blokje beweegt verder met constante snelheid. Geen probleem dus.

Hoe zie je die werkende normaalspanning? Bijvoorbeeld dat het blokje wordt samengedrukt tijdens zijn beweging?

[hwgxx7]

Het translerend lichaam houdt ten allen tijde dezelfde snelheid aan terwijl er een normaalspanning op inwerkt.

Ik stel dus gewoon een (theoretische) situatie voor waarin langs beide tegenovergesteld zijden op het lichaam (kubus) dezelfde kracht op word uitgeoefent, zodat er in geval van druk een negatieve normaalspannign op het lichaam inwerkt.

Er zal geen enkele resulterende kracht op het lichaam optreden dus van versnelling is geen sprake. Tegelijk spanning en toch een beweging, in extremis zou dit blokje dan kunnen bezwijken aan die normaalspanning...

Hopelijk een stapje dichter bij het 'licht'.

Mvg.

[In physics I trust]

Ik kan net zo goed een roterend blokje voorstellen waar afschuifkrachten op werken? Waar zit het verschil?

[hwgxx7]

Ik kan net zo goed een roterend blokje voorstellen waar afschuifkrachten op werken? Waar zit het verschil?

Als ik een roterend lichaam niet inklem langs één zijde, hoe kunnen die spanngingen bij vrije rotatie dan ontstaan? Er is toch niets dat het lichaal belet te roteren? Als ik dit kan inzien is m'n probleem opgelost.

Mvg.

[In physics I trust]

untitled 842 keer bekeken

Als de groene vormen een belasting aangevenm dan is de eerste figuur onderhevig aan normaalkrachten en ze voert een translatie uit. De tweede heeft schuifspanningen die werken en ze voert een rotatie uit. Wat zou daar niet aan gaan?

PS

Veronderstel de twee groene belastingen onderaan gelijk, het is maar een snelle schets.