Re: Doorbuiging van een buigligger met constante q-belasting
Geplaatst: wo 29 nov 2017, 19:39
Bij deze.
Normale procedure:
dV/dx = -q => V(x) = -qx + c1
dM/dx = V(x) => M(x) = -1/2*q *x^2 + c1 *x + c2
M(0) = 0 => c2 = 0.
M(l) = 0 => -1/2 * q * l^2 + c1 * l = 0 => c1 = 1/2 * q * l
M(x) = -1/2 * q * x^2 + 1/2 * q * 1 * x
Kappa = M / EI en dfi / dx = Kappa
EI * fi(x) = 1/6 * q * x^3 - 1/4 * q * l * x^2 + c2
EI * w(x) = 1/24 * q * x^4 - 1/12 * q * l * x^3 + c3 * x + c4 = 0
EI * w(0) = 0 => w(0) = 0;
EI * w(l) = 0 => c3 = 1/24 * q * l^3 * x
w(x) = 1/(24*EI)* q * x^4 - 1/(12*EI) * q * l * x^3 + 1/(24*EI) * q * l^3 * x
Met w(l/2) = 5/(384*EI)*q*l^4
Het gaat over de factor kappa:
Kennelijk, als je de kromming kappa 2 maal integreert krijg je de zakkingslijn.
Als dat waar zou zijn zou dat gelden voor elke functie waarvan de kromming bekend is.
Als je dat test op een cirkel krijg je het volgende:
De kromming van een cirkel is 1/R = kappa.
Als je de kromming dan 2 keer integreert krijg je:
Fi (x) = Eerste keer integreren: x/R + c1
w(x) = Tweede keer integreren: x^2 / (2 * R) + c1 * x + c2
w(0) = 0 => c2 = 0;
w(R) = R => c1 = 1/2
w(x) = 1/(2 * R) * x^2 + 1/2 * x
Als je dit uitzet in een grafiek zie je dat het niet klopt. Zie pdf 1.
De echte cirkel in blauw en de benaderde in rood..
Dat zit hem in de kromming en de kromtestraal.
Dus 2 maal kappa integreren om w(x) te vinden is een benadering.
Als je de werkelijke kromtestraal zou berekenen krijg je de volgende differentiaal vergelijking:
M * EI = w'' / ((1+ (w')^2)^3/2) Voor M kan je dan invullen 1/2 * q * x^2 - 1/2 * q * l * x
Kromtestraal R is: ((1 + (w')^2)^3/2) / w''
De kromming is dan de waarde 1/R = w'' / ((1+ (w')^2)^3/2)
Deze differentiaal vergelijking kan je numeriek oplossen en het grafische resultaat in de vorm van de doorbuigingslijn is in pdf2 toegevoegd voor de gegeven uitgangspunten. In blauw met het bekende vergeet me nietje: 5/(384 * EI) * q * l^4 en in rood met de werkelijke verhouding tussen de doorbuiging en de kromming.
Met vriendelijke groet.
Normale procedure:
dV/dx = -q => V(x) = -qx + c1
dM/dx = V(x) => M(x) = -1/2*q *x^2 + c1 *x + c2
M(0) = 0 => c2 = 0.
M(l) = 0 => -1/2 * q * l^2 + c1 * l = 0 => c1 = 1/2 * q * l
M(x) = -1/2 * q * x^2 + 1/2 * q * 1 * x
Kappa = M / EI en dfi / dx = Kappa
EI * fi(x) = 1/6 * q * x^3 - 1/4 * q * l * x^2 + c2
EI * w(x) = 1/24 * q * x^4 - 1/12 * q * l * x^3 + c3 * x + c4 = 0
EI * w(0) = 0 => w(0) = 0;
EI * w(l) = 0 => c3 = 1/24 * q * l^3 * x
w(x) = 1/(24*EI)* q * x^4 - 1/(12*EI) * q * l * x^3 + 1/(24*EI) * q * l^3 * x
Met w(l/2) = 5/(384*EI)*q*l^4
Het gaat over de factor kappa:
Kennelijk, als je de kromming kappa 2 maal integreert krijg je de zakkingslijn.
Als dat waar zou zijn zou dat gelden voor elke functie waarvan de kromming bekend is.
Als je dat test op een cirkel krijg je het volgende:
De kromming van een cirkel is 1/R = kappa.
Als je de kromming dan 2 keer integreert krijg je:
Fi (x) = Eerste keer integreren: x/R + c1
w(x) = Tweede keer integreren: x^2 / (2 * R) + c1 * x + c2
w(0) = 0 => c2 = 0;
w(R) = R => c1 = 1/2
w(x) = 1/(2 * R) * x^2 + 1/2 * x
Als je dit uitzet in een grafiek zie je dat het niet klopt. Zie pdf 1.
De echte cirkel in blauw en de benaderde in rood..
Dat zit hem in de kromming en de kromtestraal.
Dus 2 maal kappa integreren om w(x) te vinden is een benadering.
Als je de werkelijke kromtestraal zou berekenen krijg je de volgende differentiaal vergelijking:
M * EI = w'' / ((1+ (w')^2)^3/2) Voor M kan je dan invullen 1/2 * q * x^2 - 1/2 * q * l * x
Kromtestraal R is: ((1 + (w')^2)^3/2) / w''
De kromming is dan de waarde 1/R = w'' / ((1+ (w')^2)^3/2)
Deze differentiaal vergelijking kan je numeriek oplossen en het grafische resultaat in de vorm van de doorbuigingslijn is in pdf2 toegevoegd voor de gegeven uitgangspunten. In blauw met het bekende vergeet me nietje: 5/(384 * EI) * q * l^4 en in rood met de werkelijke verhouding tussen de doorbuiging en de kromming.
Met vriendelijke groet.