Maksymalny dopuszczalny moment obrotowy na drewnianej belce cyprysowej

Próbuję obliczyć maksymalny moment obrotowy, jaki może wytrzymać kawałek cyprysowej drewnianej belki, zanim pęknie lub straci swoją konstrukcję. Wiem, że będzie to zależeć od grubości i szerokości drewnianej belki.

Czy ktoś wie, gdzie mogę sprawdzić wartość właściwości (współczynnik lub inną wartość), która pozwoli mi obliczyć maksymalny dopuszczalny moment obrotowy, biorąc pod uwagę grubość i szerokość? Szukam wartości dla drewna cyprysowego, ale jeśli istnieje baza danych dla innych rodzajów drewna, byłoby jeszcze lepiej.

Dla porównania, próbuję zaprojektować ławkę do kąpieli, która pomieści do 300 funtów. Obecna deska ma grubość 1 cala x 3,5 cala szerokości x 30 cali.

Dzięki,

Naprawdę chcemy uniknąć wprowadzania elementów drewnianych w stan naprężenia skrętnego. Poprzednie odpowiedzi są ważne i dotyczą głównie materiałów izotropowych. Drewno jest anizotropowe, a jego właściwości materiałowe są wynikiem złożonych struktur naturalnie uformowanych w drewnie.

Próba polegania na deskach podczas skręcania jest szczególnie problematyczna, ponieważ drewno jest bardzo słabe, gdy naprężenie jest przykładane prostopadle do ziarna. Materiał drzewny ma bardzo małą wytrzymałość między warstwami ziarna.

Znaczne poziomy skręcania na drewnianej desce prawie na pewno rozdzieliłyby warstwy i spowodowałyby nieciągliwość. Jest to stan awarii, którego prawdopodobnie nie można uchwycić, po prostu przyjmując dopuszczalne naprężenie ścinające do równania „naprężenie wywołane skręcaniem”.

Moje zalecenie to dodanie więcej ram, aby wyeliminować zależność od skręcania w drewnie.

Zawsze możesz wypróbować inżynierski zestaw narzędzi online, może to wymagać kopania, ale będą mieli coś, co da ci pomysł. Jeśli jesteś studentem, możesz użyć Fusion 360 do testowania różnych materiałów, korzystając ze środowiska symulacji. To nie jest dokładne, ale powinno mieć materiał, którego można użyć do drewna. Użyłem tej metody do obliczenia wytrzymałości rur stalowych. Mam nadzieję że to pomoże!

Kąt skrętu drewnianej belki w radianach wynosi T zastosowany moment obrotowy, długość członu L, moduł ścinania G, który może być aproksymowany przez E / 16, K jest współczynnikiem kształtu przekroju dla belki prostokątnej, a beta wynosi około 3 dla wymiarów członu, 1 i 3,5 cala.

$$θ = \frac{TL}{ GK}\space and\space torsion\space stress\space is f= T/(\beta\times h\times b^2)$$

więc stres jest

$$F_{shear} = \frac {T}{\beta\times h\times b^2}$$

h jest długim bokiem, a b jest krótkim bokiem twojej sekcji członka.