Het versterkte frame van een vliegtuiglichaam en zeeschip zijn enkele van de weinige kritische CAD-gerelateerde activiteiten die gebruik maken van het concept van het eerste moment van gebied.beroepen zoals ingenieurs in de civiele, mechanische, nucleaire, lucht-en ruimtevaart, zijn allemaal sterk afhankelijk van het concept van het eerste moment van het gebied om een deel van hun zeer exclusieve functie uit te oefenen.

echter, een eerlijke waarschuwing voor lezers met weinig wetenschappelijke achtergrond. Het concept van het eerste moment van het gebied is zeer wetenschappelijk en bevat termen en methoden die onbekend kunnen zijn. Maar we zullen ons best doen om ze begrijpelijker te maken.

en voor onze lezers met een goed begrip van de wetenschappen, zijn de meeste van onze inhoud verwaterd om ze gemakkelijker te volgen.

Last but not least, de reikwijdte van onze discussie is beperkt tot de randapparatuur en we zouden ons best doen om u te voorzien van geschikte platforms om te lezen en meer te ontdekken.

een Primer naar Oppervlaktemomenten

Het concept van Oppervlaktemomenten heeft zijn wortels diep in de vaste mechanica, die op zijn beurt een tak is van de Continuümmechanica. Continuümmechanica kijken naar het gedrag van vaste en fysische materialen en hun resulterende houding wanneer ingespeeld op krachten, faseveranderingen en temperatuurveranderingen, en andere fysica-gerelateerde elementen.

bovendien omvat het gedrag van deze fysische materialen beweging, vervorming en andere fysieke activiteiten die de materialen zouden ondergaan. Ter verduidelijking, deze materialen omvatten staal, hout, textiel, kunststoffen, beton, legeringen, andere geologische en biologische materialen, enz.

de opbouw naar momenten van gebied

om het moment van gebied van een object te begrijpen, moet u eerst de termen begrijpen waaruit ze bestaan, namelijk ‘momenten,’ en ‘gebied’.

ten eerste is de oppervlakte de totale waarde van de afmetingen van een vlak oppervlak, dat driehoeken, vierkanten en cirkels omvat, en ook vaste vormen zoals bollen, kubussen, cilinders, enz. Het gebied van de vorm is slechts één manier om de afmetingen van de vorm te begrijpen, de andere is het Volume.

ook is het Moment van een materiaal de maat van de neiging van een materiaal om rond een punt of langs een as te draaien, als gevolg van de kracht die op een deel van het materiaal werkt.

wiskundig is het moment het product van kracht en loodrechte afstand. Het idee van het moment wordt veel gebruikt in deurscharnieren, opvouwbare ladders, enz.

het idee combineert deze twee concepten en vervangt het vage materiaal, dat niet is gedefinieerd in termen van oppervlakte, met een specifiek materiaal dat een exacte oppervlakte heeft en de kracht die verantwoordelijk is voor de rotatie van het materiaal, is aan de randen van de materialen.

definitie van het eerste moment van de oppervlakte

het moment van de oppervlakte van fysische materialen wordt onderverdeeld in twee categorieën die het eerste moment van de oppervlakte en het tweede moment van de oppervlakte zijn dat gewoonlijk als het traagheidsmoment wordt beschouwd.

bovendien is het eerste moment van de oppervlakte de som van de gewogen verdeling van het betrokken materiaal. Het sondes in het object getest om de centroid, afschuifspanning, en het eerste moment van het gebied af te leiden.

de gewichten worden toegekend rond een willekeurig gedefinieerd punt, dat we afleiden door de som van de gebieden en het gemiddelde van de afmetingen te delen, die we beschouwen als het centroid.

het eerste moment van de oppervlakte gaat ervan uit dat als alle massa ‘ s, krachten en andere reagerende fysische grootheden inwerken op het centroïd, hun totale waarde nul zou zijn.

Het eerste moment van de oppervlakte wordt ook wel het statisch moment van de oppervlakte of statisch genoemd.

het tweede Vlakmoment

aan de andere kant is het tweede vlakmoment een geometrische eigenschap van een gebied die laat zien hoe de punten van een bepaald materiaal worden verdeeld over een willekeurige as.

in betere termen toont het de inspanning die nodig is om een sectie van een gegeven as te buigen of te roteren, en de waarde van deze minimale inspanning wordt gegeven in Mol.

het tweede moment van het gebied is een op fysica gebaseerd fenomeen dat praktische toepassing vindt in de bouw-en Werktuigbouwkunde, evenals andere takken van de techniek.het tweede gebiedsmoment wordt ook beschouwd als het gebiedsmoment van de inertie of de inertie van het vlakgebied en is ook een zeer bekend en belangrijk concept in de ontwerpen van vliegtuigen en marinearchitectuur, dat op zijn beurt de co-relatie beoordeelt tussen de krachten en het zwaartepunt dat op het schip inwerkt, die wordt geleverd door het eerste gebiedsmoment.

bovendien vormt het tweede moment van het gebied de basis voor de berekening van andere concepten zoals de straal van de traagheid, polair traagheidsmoment en het traagheidsmoment voor verschillende vormen.

gelijkenissen en verschillen tussen het eerste en tweede moment van oppervlakte

berekeningen

het belangrijkste verschil tussen het eerste moment van oppervlakte en het tweede moment van oppervlakte of traagheidsmoment is dat, Voor het eerste moment van oppervlakte, het berekeningsproces voor een straalsectie is verdeeld in vier delen die betrekking hebben op de as.

om het middelpunt van een straalsectie of een ander materiaal af te leiden, moet u eerst het eerste moment van de oppervlakte berekenen, wat ook belangrijk is bij het afleiden van de afschuifspanning van de straalsectie.

aan de andere kant moeten we ook het middelpunt van de straalsectie afleiden om het traagheidsmoment van de bundel af te leiden, maar het verdeelt de materialen van de bundel in 3 secties.

gebruikt

het eerste oppervlaktemoment wordt gebruikt in technische toepassingen om de centroid-en afschuifspanningen van de dwarsdoorsnede van een object af te leiden.

terwijl het tweede oppervlaktemoment de basis is om de straal van de traagheid en het traagheidsmoment af te leiden voor regelmatige en onregelmatige vormen, evenals voor andere grootheden die het kan bepalen.

Moment

het moment van het object is de basis voor zowel het eerste als het tweede moment van de oppervlakte, correleert en integreert de macht in het specifieke punt, as of afstand, met betrekking tot sommige grootheden.

echter, het is verschillend voor beide momenten van gebied, aangezien het eerste moment van gebied de eerste macht van afstand gebruikt en het tweede moment van gebied de tweede macht van afstand gebruikt.

relatie tussen Centroid en het eerste moment van gebied

voordat we verder gaan met dit artikel, laten we de tijd nemen om een van de termen uit te leggen die u zult blijven zien gedurende dit werk en zelfs in uw fysica, ontwerp en ingenieurscarrière, de Centroid.

het middelpunt is het geometrische middelpunt van een vlakfiguur of de rekenkundige gemiddelde positie van een object. De theorie is dat het centroïde de perfecte balans zou bieden voor een object op de punt van een speld.

het centroïd wordt beschouwd als het barycentre in de astronomie en astrofysica, het wordt beschouwd als het centrum van de massa tussen twee of meer hemellichamen die om elkaar heen draaien in de ruimte.

de centroid wordt meestal gebruikt om oudere termen zoals het zwaartepunt en het zwaartepunt van een object te vervangen.

Diagram met Centroid

het diagram hieronder toont de doorsnede van de IDE sectie en alle parameters werden gedaan in termen van de IDE sectie.

Formulas for the Centroid of a shape.

The Centroid for composite cross-sections.

waarbij

Xc,I en Yc,i – de rechthoekige coördinaten zijn van de locatie van het centroid in de IDE sectie.

Ai-dit is het gebied van de sectie “I”.

het eerste moment van de oppervlakte in formules

zoals eerder vermeld, is het eerste moment van de oppervlakte een zeer nuttig instrument in de rekenkundige berekeningen van vele fysische grootheden en ziet toepassing in zowel vlakke vormen, vaste vormen en samengestelde vormen, wat een combinatie van de twee is.

Bovendien heeft het eerste moment van het gebied een SI-eenheid van een kubieke voet (ft3) of inch3 in Amerika en meters (m3) in andere delen van de wereld die gebruik maken van de imperiale eenheidssystemen.

Theoretisch gezien een gebied, “A”, van een bepaalde vorm, dat op zijn beurt is verdeeld in verschillende aantallen elementaire gebieden die “dAi” worden beschouwd en aangeduid worden als “n”. We zouden xi en yi gebruiken om de afstand of coördinaat tussen het elementair gebied uit de X-Y-as weer te geven.

Diagram

Het j-de diagram hieronder gaat in op de elementen van het eerste moment van oppervlakte concept voor het object hieronder.

Het Concept Kan Worden Mathematisch Vertegenwoordigd op de Volgende Manieren

Mathematische representatie van het eerste moment van het gebied

Terwijl voor de y-as it is aangeduid als

het is Dus berekend met behulp van de onderstaande formule

het eerste moment van de oppervlakte voor samengestelde gebieden

In dit geval vertegenwoordigen de letters het volgende:

qj, X – het is het statisch moment van gebied “J” over de neutrale x-as van het totale lichaam.

dA-het elementaire gebied van het volledige gebied “j”.

y-de loodrechte afstand van de neutrale as x tot het middelpunt van element dA.

relatie tussen de schuifspanning in een Semi-Monocoque structuur en het eerste moment van de oppervlakte.

semi-monocoque wordt voornamelijk gebruikt bij het ontwerp en de bouw van moderne vliegtuigen met hoge prestaties. Het ontwerp wordt meestal gedaan met ontwerpsoftware zoals SolidFace.

bovendien is semi-monocoque een ontwerp van een enkele romp met een halve romp, waarbij de buitenhuid is voorgespannen om de veelheid van externe en interne opgelegde spanningen te ondersteunen.

een extra toevoeging, semi-monocoque zijn de versterkte frames, vormers, en longerons die worden gecombineerd met de buitenhuid van de vliegtuigstructuur, die op zichzelf deze spanningen niet kan handhaven en functioneert als een ondersteuningsmechanisme.

gebruik van de Semi-monocoque

De semi-monocoque romp is ontworpen door CAD-software en is populair in het ontwerp van grote vrachtvliegtuigen, commerciële vliegtuigen en militaire vliegtuigen.

eerste moment van oppervlakte in Semi-Monocoque structuur

zowel het eerste als het tweede moment van oppervlakte worden gebruikt in de ontwerpparameters van semi-monocoque structuren en het is gebaseerd op de onderstaande formule. De vergelijking voorziet in de schuifstroom, die op zijn beurt de basis vormt voor het afleiden van de schuifspanning op de semi-monocoque.

de formule voor Semi-Monocoque structuur

q – dit is de schuifstroom door een bepaalde websectie van de dwarsdoorsnede.

Vy – dit is de schuifkracht loodrecht op de neutrale as x, door de gehele doorsnede.

Sx – dit is het eerste moment van de oppervlakte rond de neutrale as x voor een bepaalde websectie van de doorsnede.

Ix-dit is het tweede gebiedsmoment rond de neutrale as x voor de gehele dwarsdoorsnede afschuifspanning kan nu worden berekend met behulp van de volgende vergelijking.

afschuifspanning

afschuifspanning is een uniek type spanning dat een materiaal vervormt door slippen langs een vlak dat evenwijdig is aan de opgelegde spanning. De afschuifspanning kan optreden in vaste stoffen, of ook in vloeistoffen, waar het gerelateerd is aan vloeibare viscositeit.

schuifspanning formule

T – dit is de schuifspanning door middel van een bepaalde web gedeelte van de cross-sectie

q – dit de schuifkracht door middel van een bepaalde web gedeelte van de cross-sectie

t – dit is de dikte van een bepaalde web gedeelte van de cross-sectie op het punt gemeten.

toepassingen van het eerste moment van oppervlakte

wiskundig

Het wordt gebruikt om het zwaartepunt of het zwaartepunt van een regelmatige, onregelmatige, vlakke en zelfs vaste vormen te berekenen.

wat meer is, het eerste moment van de oppervlakte ziet toepassing in de afleiding van schuifspanning in materialen.

Real-Life

de wiskundige elementen afgeleid uit het eerste moment van de oppervlakte vormen de basissen bij het berekenen van ‘I’, ‘T’, ‘L’ balken, kanaal, en holle cirkelvormige secties. Die ook wordt gebruikt voor het ontwerpen van verschillende soorten engineering werken, variërend van structurele gebouwen, scheepsbouw, vliegtuigbouw, enz.

u kunt hier meer over vinden en meer in dit werktuigbouwkundig blog.

laatste gedachten over het eerste moment van oppervlakte

het eerste moment van oppervlakte is een van de fundamentele grootheden in de fysica, behandeld in ingenieurscursussen zoals de sterkte van materialen, die, zoals we allemaal weten, een verreikende invloed heeft op elk constructief aspect van de techniek.

het idee van het eerste moment van de oppervlakte vormt het basisconcept achter het idee van het ondersteuningsmechanisme dat wordt gebruikt om andere elementen in een technische structuur te ondersteunen. U kunt meer informatie krijgen over de momenten van area mechanicalc-blog en in Quora.

echter, hoewel de meeste van deze berekeningen gedaan door het moment van gebieden zijn nu geautomatiseerd door verschillende software, het is nog steeds genoeg om te weten over hun oorsprong.