a repülőgép-test és a tengeri hajó megerősített váza azon kevés kritikus CAD-hez kapcsolódó tevékenység, amely a terület első pillanatának fogalmát alkalmazza.
az olyan szakmák, mint a polgári, mechanikai, nukleáris, repülőgép-és repüléstechnikai mérnökök, mind nagymértékben függenek a terület első pillanatának koncepciójától, hogy elvégezzék néhány nagyon exkluzív funkciójukat.
azonban egy tisztességes figyelmeztetés Az olvasók kevés háttérrel a tudomány. A terület első pillanatának fogalma rendkívül tudományos, és olyan kifejezéseket és módszereket tartalmaz, amelyek ismeretlenek lehetnek. De mindent megteszünk, hogy könnyebben megértsük őket.
és olvasóink számára, akik ismerik a tudományokat, tartalmaink nagy részét hígítottuk, hogy könnyebben követhetők legyenek.
végül, de nem utolsósorban, beszélgetésünk hatóköre a perifériákra korlátozódott, és mindent megteszünk annak érdekében, hogy megfelelő platformokat biztosítsunk az olvasáshoz és a további felfedezéshez.
alapozó a terület pillanataiba
a terület pillanatainak fogalma mélyen gyökerezik szilárd mechanika, amely viszont a kontinuum mechanika egyik ága. A kontinuummechanika megvizsgálja a szilárd és fizikai anyagok viselkedését és az ebből eredő hozzáállásukat, amikor az erőkre, a fázisváltozásokra és a hőmérsékletváltozásokra és más fizikához kapcsolódó elemekre hatnak.
Ezen túlmenően ezeknek a fizikai anyagoknak a viselkedése magában foglalja a mozgást, a deformációt és más fizikai tevékenységeket, amelyeken az anyagok átesnének. A tisztázás érdekében ezek az anyagok közé tartozik az acél, fa, textil, műanyag, beton, ötvözetek, egyéb geológiai és biológiai anyagok stb.
A terület pillanatainak felépítése
ahhoz, hogy megértsük az objektum terület pillanatát, először meg kell értenünk az őket alkotó kifejezéseket, amelyek a “pillanatok” és a “terület”.
először is, a terület a síkfelület méreteinek teljes értéke, amely háromszögeket, négyzeteket és köröket, valamint szilárd alakzatokat, például gömböket, kockákat, hengereket stb. Az alak területe csak az egyik módja annak, hogy megértsük az alak méreteit, a másik a térfogat.
Az anyag pillanata az anyag azon hajlamának mértéke, hogy egy pont körül vagy egy tengely mentén forogjon, az anyag egyik részére ható erő eredményeként.
matematikailag a pillanat az erő és a merőleges távolság szorzata. A pillanat gondolatát általában ajtópántokban, összecsukható létrákban stb.
az ötlet ötvözi ezt a két fogalmat, helyettesítve a homályos anyagot, amelyet nem határoznak meg a terület szempontjából, egy konkrét anyaggal, amelynek pontos területe van, és az anyag forgásáért felelős erő az anyagok szélén van.
A terület első pillanatának meghatározása
a fizikai anyagok területének pillanatát két kategóriába soroljuk, amelyek a terület első pillanata és a terület második pillanata, amelyet általában tehetetlenségi nyomatéknak tekintünk.
ezenkívül a terület első pillanata az érintett anyag súlyozott eloszlásának összege. Megvizsgálja a vizsgált tárgyat, hogy levezetje a centroidot, a nyírófeszültséget és a terület első pillanatát.
a súlyok egy önkényesen meghatározott ponthoz vannak rendelve, amelyet a területek összegének és a dimenziók átlagának elosztásával vezetünk le, amelyet centroidnak tekintünk.
a terület első pillanata azt feltételezi, hogy ha az összes tömeg, erő és egyéb reagáló fizikai mennyiség a centroidra hat, akkor teljes értékük nulla lenne.
ismét a terület első pillanatát néha a terület statikai pillanatának vagy statikusnak nevezik.
A terület második pillanata
másrészt a terület második pillanata egy terület geometriai tulajdonsága, amely feltárja, hogy egy adott anyag pontjai hogyan oszlanak el egy tetszőleges tengely körül.
jobb értelemben az adott tengely egy szakaszának hajlításához vagy elforgatásához szükséges erőfeszítést mutatja, és ennek a minimális erőkifejtésnek az értéke Mol-ban van megadva.
a terület második pillanata egy fizikai alapú jelenség, amely gyakorlati alkalmazást talál a szerkezeti és Gépészmérnöki, valamint más mérnöki ágakban.
érdekes, hogy a terület második pillanatát a sík terület tehetetlenségi vagy tehetetlenségi nyomatékának is tekintik, és szintén nagyon jól ismert és fontos koncepció a repülőgépek és a haditengerészeti építészet tervezésében, amelyek viszont értékelik az erők és a hajóra ható súlypont közötti társkapcsolatot, amelyet a terület első pillanata biztosít.
ezenkívül a terület második momentuma biztosítja az alapot más fogalmak kiszámításához, mint például a gyration sugara, a poláris tehetetlenségi nyomaték, valamint a terület tehetetlenségi nyomatéka különböző alakzatoknál.
hasonlóságok és különbségek a terület első és második pillanata között
számítások
a terület első pillanata és a terület második pillanata vagy a tehetetlenségi nyomaték közötti fő különbség az, hogy a terület első pillanatában a sugárszakasz számítási folyamata négy részre oszlik, amelyek a tengelyhez kapcsolódnak.
a gerendaszakasz vagy bármely más anyag centroidjának levezetéséhez először ki kell számítania a terület első pillanatát, amely szintén fontos a gerendaszakasz nyírófeszültségének levezetésében.
másrészt a gerendaszakasz centroidját is le kell vezetnünk a gerenda tehetetlenségi nyomatékának levezetéséhez, de a gerenda anyagait csak 3 szakaszra osztja.
használja
a terület első pillanatát mérnöki alkalmazásokban használják az objektum keresztmetszeti területének centroid és nyírófeszültségeinek levezetésére.
míg a terület második momentuma az alapja a gyráció sugarának és a tehetetlenségi nyomatéknak a szabályos és szabálytalan alakzatokhoz, valamint az általa meghatározható egyéb mennyiségekhez.
Moment
Az objektum momentuma a terület első és második momentumának alapja, korrelálja és integrálja az adott pont, tengely vagy távolság teljesítményét bizonyos mennyiségekre vonatkozóan.
azonban a terület mindkét pillanatában különbözik, mivel a terület első pillanata a távolság első erejét, a terület második pillanata pedig a távolság második erejét használja.
kapcsolat a Centroid és a terület első pillanata között
mielőtt folytatnánk ezt a cikket, szánjunk időt arra, hogy elmagyarázzuk az egyik kifejezést, amelyet továbbra is látni fog a munka során, sőt a fizika, a tervezés és a mérnöki karrier során is, a Centroid.
a centroid egy sík alak geometriai középpontja vagy egy objektum számtani középpozíciója. Az elmélet szerint a centroid tökéletes egyensúlyt biztosítana egy tű hegyén lévő tárgy számára.
a centroidot a csillagászat és az asztrofizika baricentrumának tekintik, a tömeg középpontjának tekintik két vagy több test között, amelyek egymás körül keringenek az űrben.
a centroidot általában olyan régebbi kifejezések helyettesítésére használják, mint egy tárgy súlypontja és tömegközéppontja.
A Centroidot mutató Diagram
az alábbi ábra az i-edik szakasz keresztmetszeti területét mutatja, és minden paramétert az i-edik szakasz szempontjából végeztünk.
Formulas for the Centroid of a shape.
The Centroid for composite cross-sections.
ahol
Xc,I és Yc,i – a centroid helyének négyszögletes koordinátái az I.szakaszban.
Ai-ez az “I”szakasz területe.
A terület első pillanata a képletekben
mint korábban említettük, a terület első pillanata nagyon hasznos eszköz számos fizikai mennyiség aritmetikai számításaiban, és mindkét sík, szilárd alakzat és összetett alakzat alkalmazását látja, ami a kettő kombinációja.
ezenkívül a terület első pillanatában egy köbláb (ft3) vagy Inch3 SI egysége van Amerikában, a világ más részein pedig méter (m3), amely a birodalmi egységrendszereket használja.
elméletileg adott terület, “a”, bármilyen alakú, amely viszont több számú elemi területre oszlik, amelyeket “dAi” – nak tekintenek, “n” – nek jelölve. XI-t és yi-t használnánk az X-y tengelyből adott elemi terület közötti távolság vagy koordináta ábrázolására.
Diagram
az alábbi jth diagram az alábbi objektum területkoncepciójának első pillanatának elemeit részletezi.
a koncepció matematikailag a következő módon ábrázolható
a terület első pillanatának matematikai ábrázolása
míg az Y tengely esetében ez
ezért az alábbi képlettel számítjuk ki
az összetett területek területének első pillanata
ebben az esetben a betűk a következő;
QJ, X – Ez a “j” terület statikai pillanata a teljes test semleges x tengelyén.
dA-a”j”teljes terület elemi területe.
y-a semleges X tengelytől a dA elem középpontjáig terjedő merőleges távolság.
kapcsolat a nyírófeszültség között egy félig Monokokk szerkezetben és a terület első pillanatában.
elsősorban a félig monokokk leginkább a modern, nagy teljesítményű repülőgépek tervezésénél és építésénél használatos. A tervezést általában olyan tervező szoftverekkel végzik, mint a SolidFace.
ezenkívül a félig monokokk egy félig egyetlen héjú törzs, amelyben a külső héj előfeszített, hogy támogassa a külső és belső feszültségek sokaságát.
még egy kiegészítés, félig monokokk a megerősített keretek, formerek és longeronok, amelyek a repülőgép szerkezetének külső bőrével vannak kombinálva, amelyek önmagukban nem képesek fenntartani ezeket a feszültségeket és támogató mechanizmusként működnek.
A félig monokokk használata
a félig monokokk törzset a CAD szoftver tervezte, és népszerű a nagy teherszállító repülőgépek, kereskedelmi repülőgépek és katonai repülőgépek tervezésében.
A terület első pillanata félig Monokokk szerkezetben
a terület első és második momentumait egyaránt használják a félig monokokk szerkezetek tervezési paramétereiben, és ez az alábbi képleten alapul. Az egyenlet biztosítja a nyíróáramot, amely viszont az alapja a félmonokokk nyírófeszültségének levezetésének.
A félig Monokokk szerkezet képlete
q-ez a nyírási áramlás a keresztmetszet egy adott webszakaszán keresztül.
vy-ez az X semleges tengelyre merőleges nyíróerő a teljes keresztmetszeten keresztül.
Sx – ez az X semleges tengely körüli terület első pillanata a keresztmetszet egy adott szövedékszakaszához.
Ix – ez a semleges X tengely körüli terület második pillanata a teljes keresztmetszeti nyírófeszültség most kiszámítható a következő egyenlet segítségével.
nyírófeszültség
a nyírófeszültség egy egyedülálló típusú feszültség, amely hajlamos az anyag deformálódását okozni a kiszabott feszültséggel párhuzamos sík mentén történő csúszással. A nyírási feszültség szilárd anyagokban vagy folyadékokban is előfordulhat, ahol a folyadék viszkozitásához kapcsolódik.
nyírófeszültség képlet
T – ez a nyírófeszültség a keresztmetszet egy adott webszakaszán keresztül
q-ez a nyírási áramlás a keresztmetszet egy adott szövedékszakaszán keresztül
t – ez a keresztmetszet egy adott szövedékszakaszának vastagsága a mért ponton.
A terület első pillanatának alkalmazásai
matematikailag
egy szabályos, szabálytalan, sík, sőt szilárd alakzatok súlypontjának vagy centroidjának kiszámítására szolgál.
mi több, a terület első pillanata az anyagok nyírófeszültségének levezetésében látja az alkalmazást.
valós élet
a terület első pillanatából származó matematikai elemek képezik az alapokat az ‘I’, ‘T’, ‘L’ gerendák, csatorna és üreges körszakaszok kiszámításához. Amelyet különféle mérnöki munkák tervezésére is használnak, kezdve a szerkezeti épületektől, a hajógyártástól, a repülőgépgyártástól stb.
erről és még többet talál ebben a Gépészmérnöki blogban.
végső gondolatok a terület első pillanatáról
a terület első pillanata a fizika egyik alapvető mennyisége, amelyet olyan mérnöki kurzusok fednek le, mint az anyagok ereje, amely, mint mindannyian tudjuk, messzemenő hatással van a mérnöki munka minden konstruktív aspektusára.
a terület első pillanatának gondolata képezi az alapkoncepciót a mérnöki struktúra más elemeinek támogatására használt támogatási mechanizmus ötlete mögött. Akkor kap több információ a pillanatok area mechanicalc-blog és Quora.
annak ellenére, hogy a területek pillanatáig elvégzett számítások többségét különféle szoftverek automatizálják, még mindig elég tudni azok eredetét.