vyztužený rám z letadla tělo a námořní plavidla jsou některé z mála kritických CAD-související činnosti, které využívají koncept první okamžik oblasti.
Profese jako stavební, strojní, jaderné, kosmické, a aeronautické inženýrů, vše závisí na koncepci první chvíle, kdy z oblasti provádět některé z jejich velmi exkluzivní funkce.
nicméně, spravedlivé varování pro čtenáře s malým zázemím ve vědě. Koncept prvního okamžiku oblasti je vysoce vědecký a obsahuje pojmy a metody, které mohou být neznámé. Ale uděláme vše pro to, aby byly srozumitelnější.
a pro naše čtenáře s porozuměním věd, většina našeho obsahu byla zředěna, aby bylo snazší je sledovat.
V neposlední řadě byl rozsah naší diskuse omezen na periferie a my bychom se snažili poskytnout vám vhodné platformy pro čtení a objevování více.
A Primer into Moments of Area
koncept momentů plochy má své kořeny hluboko v pevné mechanice, což je zase větev mechaniky kontinua. Mechanika kontinua pohled do chování pevných a fyzické materiály a jejich následný postoj, kdy jednal na síly, fáze změny a změny teploty, a další fyziky související prvky.
kromě toho chování těchto fyzikálních materiálů zahrnuje pohyb, deformaci a další fyzické aktivity, které by materiály podstoupily. Pro objasnění tyto materiály zahrnují ocel, dřevo, textil, plasty, beton, slitiny, jiné geologické a biologické materiály atd.
vytváření momentů plochy
Chcete-li porozumět momentu plochy objektu, musíte nejprve pochopit pojmy, které je tvoří, což jsou „momenty“ a „oblast“.
za Prvé, Plocha je celková hodnota rozměry rovině povrchu, který zahrnuje trojúhelníky, čtverce a kruhy, a také pevné tvary, jako jsou koule, kostky, válce, atd. Oblast tvaru je pouze jedním ze způsobů, jak porozumět rozměrům tvaru, druhým je objem.
Moment materiálu je také měřítkem tendence materiálu otáčet se kolem bodu nebo podél osy v důsledku síly působící na jednu část materiálu.
matematicky je moment součinem síly a kolmé vzdálenosti. Myšlenka okamžiku se běžně používá v závěsech dveří, skládacích žebřících atd.
myšlenka, kombinuje tyto dva pojmy, výměna vágní materiál, který není definován, pokud jde o oblasti, s konkrétní ten, který má přesnou oblast a síla zodpovědný za otáčení materiálu, je na okrajích materiálů.
definice prvního momentu plochy
Moment plochy fyzikálních materiálů je rozdělen do dvou kategorií, které jsou prvním momentem plochy a druhým momentem plochy, který se obvykle považuje za Moment setrvačnosti.
kromě toho je prvním momentem plochy součet váženého rozdělení příslušného materiálu. Sonduje do testovaného objektu, aby odvodil těžiště, smykové napětí a první okamžik oblasti.
váhy jsou přiřazeny o libovolně definovaný bod, který můžeme odvodit dělením součet ploch, a průměrná rozměrů, které považujeme za těžiště.
první okamžik oblasti předpokládá, že pokud všechny hmoty, síly a další reagující fyzikální veličiny působí na těžiště, jejich celková hodnota by byla nulová.
opět se první moment oblasti někdy nazývá statický moment oblasti nebo statický moment.
Moment setrvačnosti
Na druhé straně, druhý moment plochy je geometrická vlastnost prostoru, který ukazuje, jak body z konkrétního materiálu jsou distribuovány o libovolné osy.
v lepším případě ukazuje úsilí potřebné k ohnutí nebo otočení části dané osy a hodnota tohoto minimálního úsilí je uvedena v Mol.
druhý moment plochy je založený na fyzikální jev, který najde praktické uplatnění v strukturální a mechanické inženýrství, stejně jako další odvětví strojírenství.
Zajímavé je, že moment setrvačnosti je také považován za oblast moment setrvačnosti nebo setrvačnosti rovinné oblasti a je také velmi dobře známý a důležitý koncept v konstrukcích letadel a námořní architektury, což posoudit co-vztah mezi sil a těžiště působící na loď, která je poskytována první chvíle oblasti.
Kromě toho, druhý moment plochy poskytuje základ pro výpočet dalších pojmů, jako je poloměr setrvačnosti, polární moment setrvačnosti, a oblast moment setrvačnosti je pro různé tvary.
Podobnosti a Rozdíly mezi První a Druhé Momenty Plochy
Výpočty
hlavní rozdíl mezi první okamžik oblasti a druhý moment plochy nebo moment setrvačnosti je, že pro první chvíli z oblasti výpočetní proces pro paprsek sekce je rozdělena do čtyř částí, které se vztahují k ose.
Chcete-li odvodit těžiště úseku paprsku nebo jiného materiálu, musíte nejprve vypočítat první moment plochy, což je také důležité při odvozování smykového napětí úseku paprsku.
na druhé straně budeme také muset odvodit těžiště sekce paprsku, abychom odvodili Moment setrvačnosti paprsku, ale rozděluje pouze materiály paprsku na 3 sekce.
používá
první moment plochy se používá ve strojírenských aplikacích k odvození centroidního a smykového napětí plochy průřezu objektu.
zatímco druhý moment plochy je základem pro odvození poloměru gyrace a momentu setrvačnosti pro pravidelné a nepravidelné tvary, jakož i dalších veličin, které může určit.
Moment
moment objektu je základem pro první i druhý moment plochy, koreluje a integruje sílu v konkrétním bodě, ose nebo vzdálenosti, týkající se některých veličin.
je to však pro oba momenty oblasti odlišné, protože první moment oblasti používá první sílu vzdálenosti a druhý moment oblasti používá druhou mocninu vzdálenosti.
Vztah mezi Těžiště a První Okamžik Oblasti
předtím, Než jsme se jít na tomto článku, pojďme vzít čas na vysvětlování, jedna z podmínek, že budete i nadále vidět v celé této práci a dokonce i ve vaší fyzika, design, a inženýrské kariéry, Těžiště.
těžiště je geometrický střed rovinné postavy nebo aritmetická střední poloha objektu. Teorie je, že těžiště by poskytlo dokonalou rovnováhu pro objekt na špičce kolíku.
těžiště je považováno za barycentrum v astronomii a astrofyzice, je považováno za centrum hmoty mezi dvěma nebo více tělesy, které obíhají navzájem ve vesmíru.
těžiště se obvykle používá k nahrazení starších termínů, jako je těžiště a těžiště objektu.
Diagram Zobrazující Těžiště
obrázek níže ukazuje plocha průřezu i-tého oddílu a všechny parametry byly v oblasti i-tý bod.
Formulas for the Centroid of a shape.
The Centroid for composite cross-sections.
, Kde
Xc,i, Yc,i – jsou pravoúhlé souřadnice těžiště je umístění v té části.
Ai-Toto je oblast sekce „I“.
První Okamžik Oblasti ve Vzorcích
Jak již bylo zmíněno, první okamžik oblasti je velmi užitečný nástroj v aritmetické výpočty mnoha fyzikální veličiny a vidí uplatnění v rovině tvarů, pevné tvary a složené tvary, což je kombinace obou.
kromě toho, první okamžik oblasti má SI jednotka kubická stopa (ft3) nebo inch3 v Americe a metrů (m3), v jiných částech světa, který používá imperiální jednotky systémů.
Teoreticky, vzhledem k tomu prostor,““, žádné konkrétní tvar, který je pak rozdělen do několika čísel, elementární oblasti považovat „dAi“ označený jako „n“. Xi a yi bychom použili k reprezentaci vzdálenosti nebo souřadnice mezi elementární oblastí danou od osy XY.
Diagram
JTH diagram níže rozpracovává prvky prvního okamžiku konceptu plochy pro objekt níže.
Koncept Lze znázornit Matematicky Následujícím způsobem
Matematické reprezentace první chvíle, kdy z oblasti
Zatímco pro y-osa je označován jako
Proto je vypočtena podle níže uvedeného vzorce,
první chvíli prostor pro kompozitní oblastech,
V tomto případě, písmena představují následující;
Qj,x – statické okamžik oblasti „j“ v průběhu celkové tělesné neutrální osy x.
dA-elementární oblast z celé oblasti „j“.
y-kolmá vzdálenost od neutrální osy x k těžišti prvku dA.
vztah mezi smykovým napětím v Polomonokokové struktuře a prvním momentem plochy.
Polo-monocoque se používá především při návrhu a konstrukci moderních, vysoce výkonných letadel. Návrh se obvykle provádí pomocí návrhového softwaru, jako je SolidFace.
kromě toho, semi-monocoque je polovina-single shell trup konstrukce, ve které je vnější plášť předpjatý pro podporu množství vnějších a vnitřních uložených namáhání.
ještě Jeden navíc, semi-monocoque je vyztužené rámy, kostry, a longerons, které jsou v kombinaci s vnější kůže konstrukce letadla, který sám o sobě nemůže udržovat tyto stresu a funguje jako podpůrný mechanismus.
Použití Semi-monocoque
semi-monocoque trupu je navržen tak, CAD software a je populární v designu velké nákladní letadla, komerčních letadel a vojenských letadel.
První Chvíle Oblasti v Semi-Monocoque Struktura
Oba první a druhé momenty plochy jsou použity v návrhové parametry semi-monocoque konstrukce a to na základě níže uvedeného vzorce. Rovnice stanoví smykový tok, který je zase základem pro odvození smykového napětí na polo-monokoku.
Vzorec pro Semi-Monocoque Struktura
q – to je smykový tok prostřednictvím konkrétní webové části průřezu.
Vy-to je smyková síla kolmá na neutrální osu x, přes celý průřez.
Sx – toto je první okamžik oblasti o neutrální osy x pro konkrétní webové části průřezu.
Ix – to je druhý moment plochy o neutrální osy x pro celý průřez smykové napětí může nyní být vypočtena pomocí následující rovnice.
Smykové Napětí
Smykové napětí je unikátní druh stresu, který má tendenci způsobit deformaci materiálu podle skluz po rovině rovnoběžné k uložené stres. Střižné napětí se může objevit v pevných látkách nebo také v kapalinách, kde souvisí s viskozitou tekutin.
vzorec smykového napětí
T – smykové napětí prostřednictvím konkrétní webové části průřezu
q – smykové tok prostřednictvím konkrétní webové části průřezu
t – to je tloušťka konkrétní webové části průřezu v místě měří.
Aplikace První Okamžik Oblasti
Matematicky
používá se pro výpočet těžiště prvku nebo těžišti prvku pravidelné, nepravidelné, letadla, a dokonce i pevné tvary.
a co víc, první moment oblasti vidí uplatnění při odvození smykového napětí v materiálech.
reálný život
matematické prvky odvozené od prvního okamžiku plochy tvoří základy při výpočtu nosníků „I“, „T“, „L“, kanálu a dutých kruhových úseků. Který se také používá pro navrhování různých typů inženýrských prací, od stavebních budov, stavby lodí, letadel atd.
více o tomto a více najdete v tomto blogu strojírenství.
Poslední Myšlenky na První Okamžik Oblasti
první okamžik oblast je jednou ze základních veličin ve fyzice, které v inženýrství kurzy jako pevnost materiálů, které, jak všichni víme, má dalekosáhlý dopad v každé konstruktivní aspekt inženýrství.
myšlenka prvního okamžiku oblasti tvoří základní koncept za myšlenkou podpůrného mechanismu používaného k podpoře dalších prvků v inženýrské struktuře. Můžete získat více informací o momentech area mechanicalc-blog a v Quora.
přestože většina těchto výpočtů provedených v okamžiku oblastí je nyní automatizována různým softwarem, stále stačí vědět o jejich původu.