1 van 1

Oppervlaktetraagheid

Geplaatst: zo 02 nov 2008, 13:53
door Ruben01
Ik ben op zoek naar het oppervlaktetraagheidsmoment van het volgende voorwerp:
traagheidsmoment
traagheidsmoment 829 keer bekeken
Er werd een oplossing gegeven door een assistent maar volgens mij is deze foutief.

Eerst heb ik mijn zwaartepunt bepaald:
\(G_{\alpha\alpha}: a \cdot [(600 \cdot 250) - \frac{150^2 \cdot \pi^2}{2}]=(600\cdot 250 \cdot 125) - \frac{150^2 \cdot \pi^2}{2}\cdot (250-\frac{4}{3}\cdot \frac{150}{\pi})\)
\(G_{\alpha\alpha}: a=106mm\)
Voor b heb ik geen berekening gemaakt omdat volgens de symmetrie van de figuur het zwaartepunt op 300 mm zal komen te liggen.
\(G_{\beta\beta}: b=300mm\)
Traagheidsmomenten:

Eerst bepaal ik het traagheidsmoment van oppervlakte 2:
\(z_{zwaartepuntcirkel}=\frac{4}{3}\frac{R}{\pi}\)
Deze z is de positie t.o.v. de onderzijde van de figuur (de middellijn van de cirkel). Wanneer de oorsprong van een yz-assensteltsel in het middelpunt komt de liggen is z dus gelijk aan: -63,662 mm
\(\frac{\pi \cdot R^4}{8}\)
(traagheidsmoment van een halve cirkel t.o.v. zijn zwaartepunt)

Ik zou deze formule toepassen en daarna Steiner toepassen. Eerst dus het traagheidsmoment bepalen t.o.v. het zwaartepunt van mijn halve cirkel en daarna met Steiner:
\(I_Y=I_y + u^2 \cdot A\)
(met u de afstand waarover het assenstelsel verplaatst is)

Het zwaartepunt van de cirkel is op 250mm-63,662mm van mijn as "beta" en mijn zwaartepunt op 106mm. Hieruit zou ik het verschil bepalen en invullen als u.

De gegeven oplossen doet iets totaal anders, de formule van Steiner is daar:
\(I_Y=I_y + u^2 \cdot A+2\cdot u^2 \cdot z_{zwaartepuntcirkel} \cdot A\)
Waarom is die formule aangepast en wat is er fout in mijn redenering ?

Volgens de assistent kon je het niet anders berekenen :D

Re: Oppervlaktetraagheid

Geplaatst: zo 02 nov 2008, 18:27
door oktagon
Het is toch de bedoeling,dat er wordt berekend van de assen
\( \alpha \)
-
\( \alpha \)
en als tweede
\(\beta\)
-
\(\beta\)
.

In dat geval is het eenvoudigste om ( vanuit de assen!)het traagh.moment van de rechthoek te verminderen met dat van de halve cirkel;het systeem eigen I(rechth.en halve cirkel) + A z(rechth.resp.halve cirkel)2.

Re: Oppervlaktetraagheid

Geplaatst: zo 02 nov 2008, 18:38
door jhnbk
oktagon schreef:Het is toch de bedoeling,dat er wordt berekend van de assen
\( \alpha \)
-
\( \alpha \)
en als tweede
\(\beta\)
-
\(\beta\)
.

In dat geval is het eenvoudigste om ( vanuit de assen!)het traagh.moment van de rechthoek te verminderen met dat van de halve cirkel;het systeem eigen I(rechth.en halve cirkel) + A z(rechth.resp.halve cirkel)2.
Volgens mij is het de bedoeling de assen x,y door het zwaartepunt te gebruiken. Dan nog is jouw methode ideaal en kom je er direct met steiner.

Re: Oppervlaktetraagheid

Geplaatst: zo 02 nov 2008, 18:49
door Ruben01
Volgens mij is het de bedoeling de assen x,y door het zwaartepunt te gebruiken. Dan nog is jouw methode ideaal en kom je er direct met steiner.
Ik wil inderdaad het traagheidsmoment door het zwaartepunt G kennen op mijn figuur.

Eerst I van het geheel bepalen en verminderen met I van de cirkel was ook mijn denkwijze maar bij het bepalen van het traagheidsmoment van die halve cirkel loop ik vast.
Ruben01 schreef:
\(I_Y=I_y + u^2 \cdot A\)
(met u de afstand waarover het assenstelsel verplaatst is)

Het zwaartepunt van de cirkel is op 250mm-63,662mm van mijn as "beta" en mijn zwaartepunt op 106mm. Hieruit zou ik het verschil bepalen en invullen als u.

De gegeven oplossen doet iets totaal anders, de formule van Steiner is daar:
\(I_Y=I_y + u^2 \cdot A+2\cdot u^2 \cdot z_{zwaartepuntcirkel} \cdot A\)
Waarom is die formule aangepast en wat is er fout in mijn redenering ?

Volgens de assistent kon je het niet anders berekenen :P
Ik begrijp het verschil niet tussen mijn formule (Steiner) en degene die tijdens de lessen op het bord stond :D

Ik weet dat mijn formule voor het bepalen van het traagheidmoment van een halve cirkel opgesteld is t.o.v. de onderkant van mijn figuur (de middellijn van mijn cirkel dus). Daarom zou ik met steiner:

250-106 = 146mm verschuiven voor naar mijn zwaartepunt G te gaan. Dit mag blijkbaar niet ?

Re: Oppervlaktetraagheid

Geplaatst: zo 02 nov 2008, 19:00
door jhnbk
Je kan inderdaad, zoals je zelf aangeeft, beter de as onderaan nemen. Rechthoek is gekend (of snel afgeleid want het zou kunnen dat je enkel de formule kent voor de assen in het midden) , cirkel gekend, van elkaar aftrekken, en dan gaan verschuiven.

Re: Oppervlaktetraagheid

Geplaatst: zo 02 nov 2008, 19:43
door jhnbk
Ik neem de as onderaan op de figuur:
\(I=\frac18 \pi (150 \ \mbox{mm})^4 + \frac 13 600 \ \mbox{mm} \cdot (250 \ \mbox{mm})^3=3,3238 \ 10^9 \ \mbox{mm}^2\)
Het 2de deel volgt uit
\(\int_{0}^{h}\int_{0}^{b}y^2 \mbox{d}x\mbox{d}y\)


Nu nog verschuiven...

Re: Oppervlaktetraagheid

Geplaatst: zo 02 nov 2008, 22:15
door Ruben01
Het is gelukt.

Bedankt voor jullie hulp :D

Re: Oppervlaktetraagheid

Geplaatst: ma 03 nov 2008, 16:25
door jhnbk
Kom je nu uit wat de docent wilt? (Of was de docent fout?)

Re: Oppervlaktetraagheid

Geplaatst: ma 03 nov 2008, 19:46
door Ruben01
Kom je nu uit wat de docent wilt? (Of was de docent fout?)
Ik kom hetzelfde uit :D