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【出處】(習題或問題的出處) 自訂題目 【題目】(題目的文字敘述,如有圖片亦可提供圖片) 各位力學 MASTER大家好, 小弟手上有一個和人討論到走火入魔,還是沒得到的解答問題需要讓大家幫忙思考 還請先進不吝幫忙 https://www.dropbox.com/s/xg7b7djgzplfrjb/Q1.jpg?dl=0 https://www.dropbox.com/s/zpjnfis1tqghddp/Q2.jpg?dl=0 有四根同樣的方管(或方柱)(強度完全一樣) 固定在牆壁上如圖一,(靠牆的端點與牆壁為強力鎖死或焊死,不考慮會被拔下來) 四個方條管徑不可忽略(管徑 X 或自訂), 四根方條間彼此之間沒有焊接或其他接合,只是擺在一起 前端置一相同重物 (重量 W 或自訂) 請問這兩種放法的撓曲量(下垂量)會不會相等,或是哪一方會下垂比較多 (或換個方式說 F=KX 來說,這四根方管變成的系統, 在這兩種安裝法上,彈性係數K是否相同,或哪個K值會較高,讓而撓曲量較少) 【瓶頸】 探討時兩人在討論中各有意見 一方認為兩邊的撓曲量會相同 這一方認為兩個系統中,四根管彼此若焊死,毫無疑問直列較強,但未焊死就無效 (也就是認為沒焊死跟焊死的狀況不同) 另一方認為因為管徑的存在,在直列安排的時候抗力矩能力較強,撓曲量較少 但是也列不出有說服力的算式,甚至會列錯算式 大家討論到頭昏腦脹了 請板上先進不吝幫忙解惑跟說明,也能救贖此兩人XD,非常感謝 : ) (複雜因素可簡化) --   別再怨了,現在正是好時光 17jump/sleeplist -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 61.228.98.107 ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Mechanical/M.1462639641.A.241.html ※ 編輯: sleeplist (61.228.98.107), 05/08/2016 00:47:58
b2481: 很久沒碰力學了,不知道想法正不正確,這題目從能量來看比較 05/08 02:31
b2481: 簡單,繞曲量相同,何者儲存更多能量 05/08 02:32
b2481: 直列若管與管之間只有前端受力,那儲存能量兩者相同 05/08 02:35
b2481: 若直列時管與管整條(從頭至尾)皆有受力,則直列儲能較多 05/08 02:36
b2481: (也就是直列繞曲較小 05/08 02:37
b2481: 若管子焊起來,直接當成一個整體,計算慣性二次矩 05/08 02:38
b2481: 直列的慣性二次矩明顯較大 05/08 02:39
b2481: (其實不用算,選面積大的就對了 XD 05/08 02:40
b2481: 整條受力那句(第四樓)感覺有點怪怪的,不知道有沒有想錯 05/08 02:43
b2481: 以上不負責任猜測 :P 05/08 02:44
b2481: 三年沒碰力學了,有點生疏,希望沒錯= =" 05/08 02:45
ATand: 直接比較二次矩 05/08 08:00
ATand: 想像兩個板件,同樣一邊固定,一個擺直的一個擺橫的 05/08 08:09
ATand: 尾端都擺一個重物,你覺得哪個板材重力方向的變形量大? 05/08 08:10
ATand: 把材力再拿出來看看,不要老是依賴軟體 05/08 08:11
extim: http://i.imgur.com/flKD22k.jpg 05/08 11:16
extim: 不知道對不對.. 這感覺也很像串並聯 05/08 11:16
sleeplist: 感謝樓上討論,目前還是有些疑惑在於,未焊死的話 05/08 20:15
sleeplist: 直列到底是I=4(x*x^3)/12 還是像你的視為一體的寫法 05/08 20:18
sleeplist: I=x*(4x)^3/12 (x=單只管徑) 如果不管直列橫列 05/08 20:18
sleeplist: 都是I=4(x*x^3)/12的話,直列在力矩上完全沒幫助嗎 05/08 20:19
kinuhata: 要把有沒有焊死也加入討論的話問題會變得蠻複雜的 05/08 20:52
kinuhata: 因為桿跟桿之間在撓曲時會有剪力作用 有焊死的因為受限 05/08 20:53
kinuhata: 於接合的關係 材料會受到比較強的擠壓 所以理論上會比沒 05/08 20:54
kinuhata: 焊的要強 05/08 20:54
sleeplist: 現在就是有點走火入魔,其實原本就是在討論沒焊死的狀 05/08 21:07
sleeplist: 況下,直列跟橫列到底是一樣 還是撓曲量 橫列>直列 orz 05/08 21:08
sleeplist: 沒有真的要這樣應用在實際物體,但是就是想扶正觀念 05/08 21:09
gamer: 如果沒有焊接需考慮剪力的影響,會有一些差距,但這兩個 05/08 23:10
gamer: case即便考慮剪力也是差距很大,舉個簡單的例子,把問題改 05/08 23:11
gamer: 成受4點彎矩,那沒有剪力的狀況下,中心點的撓曲會等於 05/08 23:13
gamer: M*L^2/(8EI),故反比於I值。假設是方柱,則I_v為I_h的16倍 05/08 23:16
gamer: 即便考慮剪力也不可能達到16倍的差距。 05/08 23:16
sleeplist: 感謝樓上大大討論,還在消化中 05/08 23:24
sleeplist: 您的結論是否是,明確的來說,直列撓曲量能小於橫列? 05/08 23:24
gamer: 是的,如果正方管或柱的情況 05/08 23:27
sleeplist: 直列的I我仍搞不清楚是I=x*(4x)^3/12 or I=4(x*x^3)/12 05/08 23:27
sleeplist: 十分感謝您的幫忙討論 05/08 23:28
gamer: 毫無疑問是前者,I是面積的2次矩,後者的計算方式需使用平 05/08 23:29
gamer: 行軸定理,所以外側的需乘上至中性軸距離的平方 05/08 23:30
gamer: 兩者最後計算的結果應是一樣。 05/08 23:30
sleeplist: 所以不管直列四根管之間有無焊接,都能視為一體? 05/08 23:48
sleeplist: 我其實是支持直列比較強的一方,但是也很疑惑這樣一來 05/08 23:49
sleeplist: 會不會變成把他再等分成更多根,也不會變弱的意思 05/08 23:50
sleeplist: 心裡面總覺得惴惴 05/08 23:50
※ 編輯: sleeplist (61.228.98.78), 05/08/2016 23:51:28
gamer: 不是那樣說的,有焊接可以試為一體,沒焊接要看情況 05/09 00:14
gamer: 界面上未連接會導致界面上應變不連續,當問題剪應力影響很 05/09 00:15
gamer: 大時,此不連續則不能被忽略。但是這和整體的慣性矩怎麼計 05/09 00:16
gamer: 算無關,不會因為這樣考慮剪應力,就改變慣性矩的計算方式 05/09 00:17
sleeplist: 有些明白了,實在感謝您 : ) 05/09 00:17
gamer: 再者,如果今天問題是無剪應力影響時(如pure bending),則 05/09 00:18
gamer: 依古典樑理論(Euler beam),界面上無剪應力,故焊不焊接並 05/09 00:18
gamer: 不會造成影響。 05/09 00:18
sleeplist: 感謝您撥時間的幫忙,現在大致在想您說的 05/09 00:23
sleeplist: 外側乘至中性軸距離的平方後能得出一樣的結果 05/09 00:24
sleeplist: 想說就能從這邊作結。實在是學藝不精,列起來有些障礙 05/09 00:27
extim: http://i.imgur.com/Pyojyqj.jpg 05/09 09:04
extim: 看材料承受V or M的能力強弱 05/09 09:04
extim: 來選擇最適當的方法來支撐 05/09 09:04
mimi0254didi: 請問用cantiliver beam (材力樑繞曲) 計算值為何?? 05/09 09:36
ottoli: 如果是單根的cantilever beam(懸臂樑)在自由端受到集中力 05/09 21:24
ottoli: 產生的撓曲, 一般材力課本都有教, 為 PL^3/(3*E*I) 05/09 21:28
ottoli: 不過像原po這種題型, 我手上的課本都沒講 XD 05/09 21:33