Orientacja „u” vs „n” profili kanałów: dlaczego różnica w sile?

Na przykład, metalowe taśmy miernicze można wydłużyć i pozostać w pozycji prostej w orientacji „u”, ale zwinąć na odwrót.

Przypuszczam, że to samo zjawisko polega na tym, że metalowe półki mają blachę na górze, a kołnierze na dole zamiast na górze.

Dlaczego to?

Zgaduję : to z powodu kierunku kompresji / napięcia i wyboczenia. Ponieważ ściśnięty długi kawałek materiału jest bardziej podatny na wygięcie niż krótki kawałek. W jednej orientacji wyboczenie może nastąpić tylko wtedy, gdy ściany wyginają się na swojej wysokości, ale w drugiej orientacji kompresja działa na całej długości kanału?

Zarówno podejście oparte na zdrowym rozsądku, jak i matematyczne są mile widziane; Zakładam, że formuły są dobrze ustalone, przy użyciu wartości „momentu bezwładności” dla profili belek lub podobnych.

Masz rację.

Sekcja kanału w orientacji „u” lub „n” jest oczywiście asymetryczna wokół swojej poprzecznej osi x. Oznacza to, że jego środek ciężkości nie znajduje się w połowie wysokości. Zamiast tego centroid będzie bliżej swojej sieci niż do otworu.

Ponieważ naprężenie w danym włóknie w odległości od środka ciężkości jest równe podczas zginania, oznacza to, że naprężenia w środniku będą niższe niż naprężenia na końcach kołnierze$y$

Korzystając z przykładu metalowej taśmy mierniczej, otwarta taśma miernicza bez innych podpór zachowuje się jak wspornik, a jej obrót jest ustalony w „ujściu” miernika. Dlatego będzie pod ujemnym momentem zginającym (ściskanie na dole).

Ponieważ taśma miernicza jest bardzo smukła, jest bardziej wrażliwa na wyboczenie z powodu kompresji niż na zwykłe zapadanie się z powodu napięcia. Dlatego, aby uniknąć wyboczenia, należy ustawić swoją miarę taśmy w orientacji „u”, co zmniejszy naprężenia ściskające, jednocześnie zwiększając naprężenia rozciągające. W orientacji „n” naprężenia są odwrócone, przy niskim naprężeniu i wysokim ściskaniu (a zatem i mniejszej odporności na wyboczenie).