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Balken werden in Bau- und Maschinenbau in verschiedenen Formen eingesetzt. Sie sollten stark und flexibel genug sein, um große Gewichtsmengen zu bewältigen, manchmal unter ungünstigen Bedingungen. Eine Möglichkeit, die Flexibilität zu messen, besteht in der Torsionskonstante, die der Abweichung der Geometrie des Balkens von der ursprünglichen Form entspricht, wenn er einer Torsionskraft ausgesetzt wird. Sie können diese Konstante für einen bestimmten Geometrietyp in wenigen Schritten berechnen.
Anweisungen
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Multiplizieren Sie das auf den Balken ausgeübte Drehmoment mit seiner Länge. Wenn zum Beispiel ein Drehmoment von 500 Newtonmetern (Nm) auf einen Strahl von 1 Meter (m) Länge aufgebracht wird, beträgt das Produkt 500 Newtonmeter (Nm ^ 2). Wir werden dieses Produkt von A nennen.
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Multiplizieren Sie den Verdrehungswinkel des Strahls (im Bogenmaß) mit dem Schubmodul des Materials. Nehmen wir zum Beispiel an, dass ein Metallstrahl mit einem Schubmodul von 79,3 Gigapascal (GPa) in 0,2 Radiant verdreht ist. Das Produkt dieser beiden Zahlen ist 15,86 GPa und wird als B bezeichnet.
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Ergebnis A durch B dividieren. In unserem Beispiel, das 500 Nm ^ 2 durch 15,86 GPa (15,86 mal 10 hoch bis neunte Potenz Pa) teilt, ist das Ergebnis 3,15 mal 10, erhöht auf die 8. negative Potenz (3 15 × 10 ((-8)). Diese dimensionslose Zahl ist die Torsionskonstante des Trägers.
Hinweis
- Dieses Verfahren ist auf einen Balken anwendbar, der in seiner Länge homogen ist. Bei anderen Geometrietypen funktioniert diese Gleichung nicht.
Was du brauchst
- Papier
- Stift oder Bleistift
- Rechner