5章はりのたわみ
(用語編1)
たわみ曲線:
はりの変形状態を示す曲線のことであり、はりの横断面の図心(重心)を連ねた線(縦主軸)の変位状態vを示す。p.77
たわみ角i:
はりの各部が変形前の状態から傾いた角度,たわみ曲線の勾配のこと。i=dv/dx、di/dx=d^2v/dx^2
たわみ(量)v:
はりの各部が変形前の縦主軸の位置から垂直にずれた量、p.77
はりの変形時の曲率半径rと曲げモーメントMの関係:
曲率半径rは曲げモーメントに反比例する。すなわち、曲率(1/r)は曲げモーメントに比例する。1/r=M/EI、EIは曲げ剛性と呼び、はりの曲がり難さを表す量。p.63
たわみの微分方程式:
d^2v/dx^2=−M/EI、式(5.8)
たわみ曲線の求め方:
はりの基準点から任意の距離xにおける曲げモーメントM(xの関数)を求め、たわみの微分方程式に代入する。その微分方程式を1回、2回積分した式を求め、境界条件(例えば支点でのたわみvが零など)を用いて積分定数を定める。これにより微分方程式の解が得られ、たわみv、たわみ角iがxの関数式として求まる。微分方程式の1回積分はたわみ角iの式、2回積分はたわみvの式を表す。
片持ばりの自由端に集中力Pが作用した場合の自由端のたわみv:
v=PL^3/3EI、p.80
片持ばりの自由端に集中力Pが作用した場合の自由端のたわみ角i:
i=PL^2/2EI、p.80
片持ちばりに等分布荷重wが作用したときの自由端のたわみv:
v=wL^4/8EI、p.84
単純支持ばりの中央に集中力Pが作用したときの中央のたわみv:
v=PL^3/48EI、p.87,83
単純支持ばりに等分布荷重wが作用したときの中央のたわみv:
v=5wL^4/384EI、p.81
重ね合わせの原理:材料力学の解は、より簡単な問題の解を足し合わせることによって求められる。例えば、集中力と分布力を同時に受けるはりのたわみは、これらを単独で作用させたときの解の和となる。p.83
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