Definición
Diagrama de fuerza cortante es la representación gráfica de la variación de la fuerza cortante sobre la sección transversal a lo largo de la viga. Con la ayuda del diagrama de esfuerzo cortante, podemos identificar las secciones críticas sometidas a cortante y las modificaciones de diseño que se deben realizar para evitar fallas.
De manera similar, los
Diagrama del momento de flexión es la representación gráfica de la variación del momento flector sobre la sección transversal a lo largo de la viga. Con la ayuda del Diagrama de momentos flectores, podemos identificar las secciones críticas sometidas a flexión y las modificaciones de diseño que se deben realizar para evitar fallas. Mientras se construye el Diagrama de fuerza cortante [SFD], hay un aumento repentino o una caída repentina debido a la carga puntual que actúa sobre la viga mientras se construye el Diagrama de momento flector [BMD]; hay un aumento repentino o una caída repentina debido a que las parejas actúan sobre el haz.
P.1) ¿Cuál es la fórmula para el momento de flexión?
La suma algebraica de los momentos sobre una sección transversal particular de la viga debido a momentos en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario a las agujas del reloj se llama momento flector en ese punto.
Sea W un vector de fuerza que actúa en un punto A de un cuerpo. El momento de esta fuerza alrededor de un punto de referencia (O) se define como
M = ancho xp
Donde M = vector de momento, p = vector de posición desde el punto de referencia (O) hasta el punto de aplicación de la fuerza A. El símbolo indica el producto cruzado vectorial. es fácil calcular el momento de la fuerza alrededor de un eje que pasa por el punto de referencia O. Si el vector unitario a lo largo del eje es "i", el momento de la fuerza alrededor del eje se define como
M = yo. (Ancho xp)
Donde [.] Representa el producto escalar del vector.
P.2) ¿Qué es el momento flector y la fuerza cortante?
Respuesta:
Fuerza de corte es la suma algebraica de fuerzas paralelas a la sección transversal sobre una sección transversal particular de la viga debido a las fuerzas de acción y reacción. La fuerza cortante intenta cortar la sección transversal de la viga perpendicular al eje de la viga y, debido a esto, la distribución del esfuerzo cortante desarrollado es parabólica desde el eje neutro de la viga.
A Momento de flexión es una suma de los momentos sobre una sección transversal particular de la viga debido a los momentos en sentido horario y antihorario. El momento flector intenta doblar la viga en el plano del miembro y, debido a la transmisión del momento flector sobre una sección transversal de la viga, la distribución del esfuerzo de flexión desarrollado es lineal desde el eje neutro de la viga.
P.3) ¿Qué es el diagrama de fuerza cortante SFD y el diagrama de momento flector BMD?
Respuesta: Diagrama de fuerza cortante [SFD] El diagrama de fuerza cortante se puede describir como la representación pictórica de la variación de la fuerza cortante que se genera en la viga, sobre la sección transversal y a lo largo de la viga. Con la ayuda del Diagrama de esfuerzo cortante, podemos identificar las secciones críticas sometidas a cortante y las modificaciones de diseño que se deben realizar para evitar fallas.
De manera similar, los Diagrama del momento de flexión [BMD] es la representación gráfica de la variación del momento flector sobre la sección transversal a lo largo de la viga. Con la ayuda del Diagrama de momentos flectores, podemos identificar las secciones críticas sometidas a flexión y las modificaciones de diseño que se deben realizar para evitar fallas. Mientras se construye el diagrama de fuerza cortante [SFD] Hay un aumento repentino o una caída repentina debido a la carga puntual que actúa sobre la viga mientras se construye el diagrama de momento flector [BMD]; hay un aumento repentino o una caída repentina debido a que las parejas actúan sobre el haz.
P.4) ¿Cuál es la unidad del momento flector?
Respuesta: Momento de flexión tiene una unidad similar a un par como Nuevo Méjico.
P.5) ¿Por qué el momento en la bisagra es cero?
Respuesta: En soporte de bisagra, el movimiento está restringido en dirección vertical y horizontal. No ofrece resistencia al movimiento de rotación sobre el soporte. Por lo tanto, el apoyo ofrece una reacción hacia el movimiento horizontal y vertical y ninguna reacción al momento. Por tanto, el momento es cero en la bisagra.
P.6) ¿Qué es la flexión de la viga?
Respuesta: Si el momento aplicado a la viga intenta doblar la viga en el plano del miembro, entonces se llama momento de flexión y el fenómeno se llama flexión de la viga.
P.7) ¿Cuál es la condición de deflexión y momento flector en una viga simplemente apoyada?
Respuesta: Las condiciones de deflexión y momento flector en una viga simplemente apoyada son:
- El momento de flexión máximo que produce el esfuerzo de flexión debe ser igual o menor que la capacidad de carga de resistencia permitida del material de la viga.
- La deflexión máxima inducida debe ser inferior al nivel aceptable según la durabilidad para la longitud, el período y el material de la viga dados.
P.8) ¿Cuál es la diferencia entre momento flector y esfuerzo flector?
Respuesta: Momento de flexión es la suma algebraica de los momentos sobre una sección transversal particular de la viga debido a los momentos en sentido horario y antihorario. El momento flector intenta doblar la viga en el plano del miembro y, debido a la transmisión del momento flector sobre una sección transversal de la viga, la distribución del esfuerzo de flexión desarrollado es lineal desde el eje neutro de la viga. Doblar la tensión se puede definir como la resistencia inducida debido al momento de flexión o por dos pares iguales y opuestos en el plano del miembro.
P.9) ¿Cómo se relacionan matemáticamente la intensidad de la fuerza cortante de la carga y los momentos flectores?
Respuesta: Relaciones: Sea f = intensidad de carga
Q = fuerza cortante
M = Momento de flexión
La tasa de cambio de la fuerza cortante dará la intensidad de la carga distribuida.
La tasa de cambio del momento flector dará fuerza cortante solo en ese punto.
P.10) ¿Cuál es la relación entre la fuerza cortante de carga y los momentos flectores?
Respuesta: La tasa de cambio del momento flector dará fuerza cortante solo en ese punto en particular.
P.11) ¿Cuál es la diferencia entre un momento plástico y un momento flector?
Respuesta: El momento plástico se define como el valor máximo del momento en el que la sección transversal completa ha alcanzado su límite de fluencia o valor de tensión permisible. Teóricamente, es el momento de flexión máximo que puede soportar toda la sección antes de ceder cualquier carga más allá de este punto que resultará en una gran deformación plástica. Mientras que el momento de flexión es la suma algebraica de los momentos sobre una sección transversal particular de la viga debido a los momentos en sentido horario y antihorario. El momento flector intenta doblar la viga en el plano del miembro y, debido a la transmisión del momento flector sobre una sección transversal de la viga, la distribución del esfuerzo de flexión desarrollado es lineal desde el eje neutro de la viga.
P.12) ¿Cuál es la diferencia entre el momento de fuerza, el par, el par, el momento de torsión y el momento de flexión? Si dos son iguales, ¿de qué sirve asignar nombres diferentes?
Respuesta: Un momento, un par y un par son conceptos similares que se basan en un principio básico del producto de una fuerza (o fuerzas) y una distancia. Un Momento de fuerza se puede formular como el producto de la fuerza y la longitud de la línea que cruza el punto de apoyo y es vertical a la fuerza que actúa. El momento flector intenta doblar la viga en el plano del miembro y se debe a la transmisión del momento flector sobre una sección transversal de la viga.
Un par es un momento que se genera de dos fuerzas que tienen la misma magnitud, actuando en la dirección opuesta equidistante del punto de reacción. Por lo tanto, un par es estáticamente equivalente a una simple flexión. El torque es un momento en el que los funcionales tienden a girar un cuerpo alrededor de su eje de rotación. Un ejemplo típico de torque es un momento de torsión aplicado en un eje.
P.13) ¿Por qué el momento flector máximo es menor cuando el valor numérico es el mismo en direcciones positivas y negativas?
Respuesta: El momento flector máximo y el momento flector mínimo dependen de la condición y dirección de aplicación de la tensión más que de la magnitud de la tensión. Un signo positivo denota tensión de tracción y el signo negativo denota compresión. La magnitud máxima del momento flector se toma para el diseño, mientras que el signo indica si la viga está diseñada para condiciones de carga de compresión o de tracción. Por lo general, las vigas están diseñadas para esfuerzos de tracción ya que es probable que un material ceda bajo tensión y finalmente se rompa.
P.14) ¿Cuál es la ecuación del momento flector en función de la distancia x calculada desde el lado izquierdo para una viga simplemente apoyada de luz L que lleva UDL w por unidad de longitud?
Respuesta:
La carga resultante que actúa sobre la viga debido a UDL puede estar dada por
W = Área de un rectángulo
ancho = largo * ancho
W = wL
Carga puntual equivalente wL actuará en el centro de la viga. es decir, en L / 2
El valor de la reacción en A y B se puede calcular aplicando la condición de equilibrio
Para el equilibrio vertical,
Tomando Momento sobre A, Momento en sentido horario positivo y Momento en sentido antihorario se toma como negativo
Poniendo el valor de RB en la ecuación de equilibrio vertical obtenemos,
Sea XX la sección de interés a una distancia x del extremo A
De acuerdo con la convención de signos discutida anteriormente, si comenzamos a calcular la fuerza cortante desde el lado izquierdo o el extremo izquierdo de la viga, la fuerza que actúa hacia arriba se toma como positiva y la fuerza que actúa hacia abajo como negativa. Para el diagrama de momento de flexión, si comenzamos a calcular el momento de flexión desde el lado izquierdo o desde el extremo izquierdo de la viga, el momento en el sentido de las agujas del reloj se toma como positivo. Momento en sentido antihorario se toma como negativo.
Fuerza cortante en A
La fuerza cortante en la región XX es
Fuerza cortante en B
Momento de flexión en A = 0
Momento de flexión en X
Momento de flexión en B = 0
P.15) ¿Por qué la viga en voladizo tiene un momento flector máximo en su soporte? ¿Por qué no tiene un momento de flexión en su extremo libre?
Respuesta: Para una viga en voladizo con carga puntual, la viga tiene un apoyo fijo en un extremo y el otro extremo está libre. Siempre que se aplica una carga sobre la viga, solo el soporte resiste el movimiento. En el extremo libre, no hay restricción de movimiento. Así, el momento será máximo en el apoyo y mínimo o nulo en el extremo libre.
P.16) ¿Cuál es el momento flector en una viga?
Respuesta: Momento de flexión intenta doblar la viga en el plano del miembro y debido a la transmisión de Momento de flexión sobre una sección transversal de la viga.
P.17) ¿Dónde actúan la tensión y la compresión al doblar vigas simplemente apoyadas o en voladizo?
Respuesta: Para una viga simplemente apoyada con una carga uniforme que actúa hacia abajo, la ubicación del esfuerzo de flexión máximo inducido actúa sobre la fibra inferior de la sección transversal en el punto medio de la viga, mientras que el esfuerzo de flexión máximo inducido actúa sobre la fibra superior. de la sección transversal en el punto medio del tramo. Para una viga en voladizo de un claro dado, la tensión máxima de flexión estará en el extremo fijo de la viga. Para carga neta descendente, la tensión máxima de flexión por tracción actúa sobre la parte superior de la sección transversal y la tensión máxima de compresión actúa sobre la fibra inferior de la viga.
P.18) ¿Por qué estamos llevando el momento flector del lado izquierdo de la viga al punto en que la fuerza cortante es cero?
Respuesta: El momento flector se puede tomar en cualquier lado de la viga. Generalmente se prefiere que si comenzamos a calcular el momento de flexión desde el lado izquierdo o el extremo izquierdo de la viga, el momento en el sentido de las agujas del reloj se toma como positivo y el momento en el sentido contrario a las agujas del reloj como negativo. Si comenzamos a calcular la fuerza cortante desde el lado izquierdo o el extremo izquierdo de la viga, la fuerza que actúa hacia arriba se toma como positiva y la fuerza que actúa hacia abajo se toma como negativa según la convención de señales.
P.19) ¿Cómo utilizamos la convención de signos en momentos flectores y fuerzas cortantes?
Respuesta: Si comenzamos a calcular el momento flector a partir del derecha o el extremo derecho de el haz, Momento en el sentido de las agujas del reloj se toma como negativasy Momento contrario se toma como Positivo Si comenzamos a calcular el momento flector a partir del Lado izquierdo o Extremo izquierdo de la viga, Momento en el sentido de las agujas del reloj se toma como Positivo, y Momento en sentido antihorario se toma como Negativo.
P.20) ¿Cómo refuerzo una viga I de acero simplemente apoyada contra cortante y flexión?
Respuesta: La resistencia de la viga en I, que simplemente se apoya, se puede aumentar contra las condiciones de cizallamiento y flexión aumentando el momento de inercia del área de la viga, agregando refuerzos a la red de la viga en I, cambiando el material de la viga a un material de mayor resistencia que tiene mayor límite elástico. Cambiar el tipo de carga también afecta la resistencia de la viga.
P.21) ¿Qué es el punto de contraflexión?
Respuesta: El punto de contraflexión se puede definir como el punto en el diagrama de momento flector donde el momento flector se convierte en '0'. En ocasiones, esto se denomina punto de inflexión. En el punto de contraflexión, la curva del momento flector de la viga cambiará de signo. Generalmente se ve en una viga simplemente apoyada sujeta a un momento en el tramo medio de la viga y condiciones de carga combinadas de UDL y cargas puntuales.
Para saber sobre la resistencia del material (haga clic aquí)y diagrama de momento flector Haga clic aquí.
Lea más sobre Método de Macaulay y método del área de momento.
Soy Hakimuddin Bawangaonwala, ingeniero de diseño mecánico con experiencia en diseño y desarrollo mecánico. He completado la maestría en tecnología en ingeniería de diseño y tengo 2.5 años de experiencia en investigación. Hasta ahora publicado Dos artículos de investigación sobre torneado duro y análisis de elementos finitos de accesorios de tratamiento térmico. Mi área de interés es el diseño de máquinas, resistencia de materiales, transferencia de calor, ingeniería térmica, etc. Competente en software CATIA y ANSYS para CAD y CAE. Aparte de la investigación.