M-V-N-lijnen Nadruk op de differentiaalvergelijking. Hans Welleman 1

Vergelijkbare documenten
Module 2 Uitwerkingen van de opdrachten

Module 2 Uitwerkingen van de opdrachten

UITWERKING. Tentamen SPM1360 : STATICA 24 maart Opgave 1. Onderdeel a) Zie boek. Onderdeel b)

UITWERKINGSFORMULIER. Tentamen CT1031 CONSTRUCTIEMECHANICA 1 2 november 2009, 09:00 12:00 uur

UITWERKING. Tentamen (TB 138) SPM1360 : STATICA 25 augustus Opgave 1. Onderdeel a)

Blz 64: Figuur De rondjes in de scharnierende ondersteuningen horen onder de doorgaande ligger te worden getekend.

TOEGEPASTE MECHANICA 6 1 e Jaar. Ir J.W. (Hans) Welleman Universitair docent TU-Delft, Civiele Techniek, Constructiemechanica

Module 5 Uitwerkingen van de opdrachten

NIETJE NIET VERWIJDEREN

UITWERKINGSFORMULIER. Tentamen CTB1110 CONSTRUCTIEMECHANICA 1 3 november :00 12:00 uur (180 min)

OPGAVE FORMULIER. Tentamen CTB1110 CONSTRUCTIEMECHANICA 1 3 november :00 12:00 uur (180 min)

Elk vermoeden van fraude wordt gemeld bij de examencommissie.

Elk vermoeden van fraude wordt gemeld bij de examencommissie.

==== Technische Universiteit Delft ==== Vermeld rechts boven uw werk Instellingspakket Toegepaste Mechanica

UITWERKINGSFORMULIER. Tentamen CTB1110 CONSTRUCTIEMECHANICA 1 3 november :00 12:00 uur (180 min)

Controle: Bekijk nu of aan het evenwicht wordt voldaan voor het deel BC, daarvoor zijn immers alle scharnierkracten bekend

Elk vermoeden van fraude wordt gemeld bij de examencommissie. NIETJE NIET LOSHALEN!!

kinematisch en statisch (on) bepaaldheid Noodzakelijk aantal opleggingen, graad van statisch onbepaaldheid Hans Welleman 1

UITWERKING MET ANTWOORDEN

Basismechanica. Blok 2. Spanningen en vervormingen

Elk vermoeden van fraude wordt gemeld bij de examencommissie.

Faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen. Werk iedere opgave afzonderlijk uit op het daarvoor bestemde vel papier

Aan de hand van de collegevoorbeelden zal de aanpak in CTB2210 worden belicht. Het onderwerp statisch onbepaalde constructies is te splitsen in:

Tentamen CT3109 CONSTRUCTIEMECHANICA april 2012, 09:00 12:00 uur

Hertentamen CT3109 CONSTRUCTIEMECHANICA 4. 1 jul 2009, 09:00 12:00 uur

Vraag 1. F G = N F M = 1000 N k 1 = 100 kn/m k 2 = 77 kn/m

Mechanica, deel 2. Daniël Slenders Faculteit Ingenieurswetenschappen Katholieke Universiteit Leuven

Mechanica van Materialen: Voorbeeldoefeningen uit de cursus

CT2121 EXPERIMENT 1 ONDERZOEK NAAR DE VALIDITEIT VAN DE BUIGINGSTHEORIE FORMULIER 1: AFTEKENFORMULIER

CTB3330 : ConstructieMechanica 4

OPGAVEN. Tentamen CT1031 CONSTRUCTIEMECHANICA 1 5 november 2010, 09:00 12:00 uur

Uitgebreide uitwerkingen deeltentamen A; 4Q134 dd

CONSTRUCTIEMECHANICA Antwoorden

Module 4 Uitwerkingen van de opdrachten

Mechanica - Sterkteleer - HWTK PROEFTOETS versie C - OPGAVEN en UITWERKINGEN.doc 1/16

Projectopdracht Bovenloopkraan

Module 8 Uitwerkingen van de opdrachten

Tentamen CT3109 CONSTRUCTIEMECHANICA april 2013, 09:00 12:00 uur

Tentamen CTB3330/CT /CIE3109 CONSTRUCTIEMECHANICA april 2014, 09:00 12:00 uur

VAK: Mechanica - Sterkteleer HWTK

VAKWERKEN. Hans Welleman 1

Module 1 Uitwerkingen van de opdrachten

Module 6 Uitwerkingen van de opdrachten

Buiging van een belaste balk

ANTWOORDFORMULIER. Tentamen CT / CT1031 CONSTRUCTIEMECHANICA 1 2 november 2012, 09:00 12:00 uur

I y y. 2 1 Aangezien er voor de rest geen andere krachtswerking is op de staaf, zijn alle overige spanningen nul.

Tentamen CT1031 CONSTRUCTIEMECHANICA 1. 2 november :00 12:00 uur

Module 3 Uitwerkingen van de opdrachten

Projectopdracht Bovenloopkraan

8 pagina s excl voorblad van 13:30-16:30 uur J.W. (Hans) Welleman

OPGAVE FORMULIER. Tentamen CT1031 CONSTRUCTIEMECHANICA 1 4 november 2011, 09:00 12:00 uur

UITWERKINGSFORMULIER. Tentamen CT1031-CT CONSTRUCTIEMECHANICA 1 23 januari :00 12:00 uur

THEMA IS BEZWIJKEN HET BEREIKEN VAN DE VLOEIGRENS?

Toegepaste Mechanica : STATICA

Mechanica Evenwicht Vraagstukken

BIOFYSICA: Toets I.4. Dynamica: Oplossing

Stalen hallen, Ontwerpgrafieken voor portalen met scharnierende en flexibele verbindingen. Voorbeeldberekening. ICCS bv ir. R. Korn en ir. F.

Construerende Technische Wetenschappen

Statica & Sterkteleer 1. Statica en Sterkteleer: Voorkennis:

Mechanica - Sterkteleer - HWTK PROEFTOETS versie C - OPGAVEN.doc 1/7

Module 6 Uitwerkingen van de opdrachten

Antwoordformulier CTB1310 Constructiemechanica 2 ~ ~ 5 ECTS ^^^^'^

1 Uitwendige versus inwendige krachten

: Vermeld op alle bladen van uw werk uw naam. : Het tentamen bestaat uit 3 bladzijden inclusief dit voorblad.

BEZWIJKBELASTING VAN RAAMWERKEN ^ BOVENGRENSBENADERING. Gevraagd: 6.3-1t/m 4 Als opgave 6.2, maar nu met F 1 ¼ 0 en F 2 ¼ F.

Voorwoord. Khalid Saleh. Delft, juni 2012 DE EFFECTIEVE KIPLENGTE VAN HOUTEN LIGGERS 2

Toegepaste Mechanica en Constructieleer Examennummer: Datum: 8 december 2012 Tijd: 10:00 uur - 11:30 uur

Doelstellingen van dit hoofdstuk

Construerende Technische Wetenschappen

CTB1110-CTB1310 : CONSTRUCTIEMECHANICA 1 en 2 - cursus 2016/2017

X Een bijzondere vorm van een portaalspant is een driescharnierspant. Zo'n spant is statisch onbepaald ondersteund.

Mechanica van materialen: Oefening 1.8

Tentamen ConstructieMechanica 4 11 april 2016 BEKNOPTE ANTWOORDEN

Inhoud. Toetsing dwarskrachtcapaciteit Heinenoordtunnel volgens de TNO- IBBC methode. Henco Burggraaf en Jan Zwarthoed

Module 2 Uitwerkingen van de opdrachten

Differentiëren. Training met de rekenregels en de standaard afgeleiden

DOORBUIGING VAN BETONCONSTRUCTIES

MODULE : NIET-SYMMETRISCHE EN INHOMOGENE DOORSNEDEN

POST STUDIEWIJZER. POST HBO-OPLEIDINGEN Betonconstructeur BV Staalconstructeur BmS. Professional master of structural engineering

Belastingcombinaties Constructieberekening.doc

Differentiaalvergelijkingen Technische Universiteit Delft

Technische Hogeschool Delft

Module 9 Uitwerkingen van de opdrachten

Primitiveren. Omgekeerd differentiëren (primitieve bepalen)

Afstudeeronderzoek. De krachtsverdeling in en sterkte van de pen-gat verbinding in houten sluisdeuren" J.R. van Otterloo

Inhoudsopgave. Voorwoord... Lijst van tabellen... Lijst van symbolen... Deel I Vectorrekening 1

Mechanica Spanningen, vervormingen, verplaatsingen Vraagstukken

OEFENOPGAVEN BIJ HET TENTAMEN ANALYSE 1 (COLLEGE NAJAAR 2006). (z + 2i) 4 = 16. y 4y + 5y = 0 y(0) = 1, y (0) = 2. { 1 + xc 1 voor x > 0.

Tentamen CT3109 CONSTRUCTIEMECHANICA april 2011, 09:00 12:00 uur

Hertentamen Calculus 1 voor MST, 4051CALC1Y vrijdag 7 november 2014; uur

H:\MatrixFrame\Eindexamen\Versie A Opdracht 3 Eindexamen.mxe

RFEM Nederland Postbus ZG DOORWERTH

Basic Creative Engineering Skills

Transcriptie:

M-V-N-lijnen Nadruk op de differentiaalvergelijking Hans Welleman 1

Uitwendige krachten 50 kn 120 kn 98,49 kn 40 kn 40 kn 30 kn 90 kn 4,0 m 2,0 m 2,0 m werklijnen van de reactiekrachten Hans Welleman 2

Inwendige krachten?? 50 kn 120 kn 98,49 kn Kracht kan niet via de werklijn want daar zit soms lucht.. Hans Welleman 3

Ligger (beschouwd als star) 50 kn? 120 kn 98,49 kn Kracht kan niet via de werklijn maar moet via de ligger 4,0 m 2,0 m 2,0 m Hans Welleman 4

Snedekrachten 120 knm staafas 30 kn 40 kn dwarskracht Conclusie: krachtpunt Kracht in het krachtpunt van de doorsnede kan worden vervangen door drie snedekrachten (M, V en N ) t.p.v. de liggeras (NC). normaalkracht (buigend) moment Hans Welleman 5

Totale snede (links en rechts) staafas staafas Actie en reactie dus snedekrachten komen paarsgewijs voor Normaalkracht N Dwarskracht V Buigend moment M Hans Welleman 6

Verschil met de pendelstaaf? N pendelstaaf N N M V algemene staaf of ligger V M N Zeer belangrijk, worden teveel fouten mee gemaakt! Hans Welleman 7

Definities en afspraken Snedekracht is een soort verbindingskracht Normaalsnede loodrecht op de staafas Normaalkracht loodrecht op de snede Dwarskracht loodrecht op de staafas staafas Volgens Newton: Actie = reactie Snedekrachten komen paarsgewijs voor M N V normaalsnede Hans Welleman 8

FORMELE RICHTINGEN Assenstelsel Snede-definitie Afspraken voor N, V en M n n x V M N negatieve snede positieve snede M V z N Hans Welleman 9

POSITIEVE RICHTINGEN Een positieve dwarskracht op een positieve snede wijst in de richting van de positieve z-as Een positieve normaalkracht werkt in de richting van de normaal van de snede (trek = positief) Een positief (buigend) moment op een positieve snede werkt zodanig dat vezels aan de positieve z-zijde verlengen N M V x M N M V M N z +++++ positieve z-zijde Hans Welleman 10

POSITIEVE RICHTINGEN Een positieve dwarskracht op een negatieve snede wijst in de richting van de negatieve z-as Een positieve normaalkracht werkt in de richting van de normaal van de snede (trek = positief) Een positief (buigend) moment op een negatieve snede werkt zodanig dat vezels aan de positieve z-zijde verlengen N M V x M N M V M N z +++++ positieve z-zijde Hans Welleman 11

DIAGRAMMEN VOOR N, V en M N(x) V(x) M(x) + + + x-as normaalkrachtenlijn : N-lijn x-as dwarskrachtenlijn : V-lijn x-as momentenlijn : M-lijn Hans Welleman Zet de grafieken uit met de positieve waarden onder de as. 12

BEPALING DIAGRAMMEN brute kracht methode m.b.v. veel sneden. hoofdstuk 10 wiskundige aanpak door gebruik te maken van differentiaalbetrekkingen hoofdstuk 11 Ingenieursmethode door handige combinatie van de eerste twee methoden hoofdstuk 12 Voorbeelden in hoofdstuk 13 Hans Welleman 13

Introductie N-, V- en M-lijn Puntlasten 60 kn x Koppels.. z 8,0 m 2,0 x 80 knm z 4,0 Hans Welleman 14

Conclusies PUNTLAST Constante V-lijn voor delen zonder belasting en een lineaire M-lijn T.p.v. de puntlast F een sprong F in de V-lijn en een knik in de M-lijn Ook een sprong in de V-lijn bij de opleggingen (logisch.?) Hans Welleman 15

Conclusies KOPPEL Constante V-lijn en de plaats van het koppel vind je niet terug in de V-lijn Lineaire M-lijn met een sprong T t.p.v. het koppel T Helling van de M-lijn is constant Hans Welleman 16

Brute kracht voorbeeld 1 10 kn/m x M-lijn? V-lijn? z M(1,0) V(1,0) negatieve snede 5,0 m 10 kn/m Krachtenevenwicht Aanpak: V(1,0) Maak = om 40 de knmeter Momentenevenwicht een snede bepaal daar V en M. Neem M(1,0) positieve = -80 richtingen knm aan voor V en M. 1,0 m 4,0 m Voorbeeld : snede op 1,0 m Hans Welleman 17 x let op: positieve snedekrachten op een negatieve snede!

RESULTAAT 50 V-lijn [kn] x V [kn] M [knm] 0 50-125 1 40-80 2 30-45 3 20-20 4 10-5 5 0 0-125 M-lijn [knm] Hans Welleman 18

Brute kracht voorbeeld 2 25 z M(1,0) V(1,0) 1,0 m negatieve snede 10 kn/m 5,0 m 10 kn/m 4,0 m 25 kn 25 kn x M-lijn? V-lijn? Krachtenevenwicht V(1,0) = 15 kn Voorbeeld : snede op 1,0 m Momentenevenwicht let op: positieve snedekrachten op een negatieve snede! M(1,0) = 20 knm Hans Welleman 19

RESULTAAT -25 25 V-lijn [kn] x V [kn] M [knm] 0 25 0 1 15 20 2 5 30 3-5 30 4-15 20 5-25 0 20 30 M-lijn [knm]? Hans Welleman 20

Exacte verloop bepalen Voorbeeld 1 ff doen! Voorbeeld 2 z 10 kn/m 5,0 m 10 kn/m 5,0 m z Hans Welleman 21

Voorlopige ontdekking. De V-lijn is mogelijk de afgeleide van het moment? Anders gezegd : De helling van de M-lijn is gelijk aan de V- lijn. De helling van de V-lijn is op het teken na gelijk aan de q-last? TU-Delft : Dit moeten we bewijzen! Hans Welleman 22

Differentiaalvergelijkingen Hans Welleman 23

EXTENSIE : Evenwicht N n q x n N+ N x x Horizontaal evenwicht: N Nq d N x N N lim x 0 N x dn dx x x dx q q x x 0 differentiaalvergelijking De verandering van de normaalkracht is in absolute zin gelijk aan de verdeelde belasting Hans Welleman 24

6,25 VOORBEELD vaste rand qx 5,0 m dn 10 2x dx (één keer integreren) 10 2x 2 N( x) 10x x C vrije rand randvoorwaarde: x invullen: 0 10 5,0 25,0 C C 5,0 N 0 1 25,0 1 1 25,0 N x x x 2 ( ) 10 25 N [kn] Hans Welleman 25

Differentiaalvergelijk voor buiging: Momentevenwicht en verticaal krachtenevenwicht voor een stukje ligger met lengte Δx M V lim x 0 lim x 0 V x M x q z z x x dv dx dm dx M + M V+ V Verticaal evenwicht: V q x V V 0 Hans Welleman 26 z V qz x Momentenevenwicht om rechtersnede: M V x ( q x) x M M 0 z M x 1 2 1 2 q x V z x 0

Differentiaalvergelijk voor buiging: Momentevenwicht en verticaal krachtenevenwicht voor een stukje ligger met lengte Δx M V dv dx dm dx q z z x x q V z M + M V+ V Verticaal evenwicht: V q x V V 0 Hans Welleman 27 z V qz x Momentenevenwicht om rechtersnede: M V x ( q x) x M M 0 z M x 1 2 1 2 q x V z x 0

VOORBEELD z 10 kn/m 5,0 m V( x) 10x 50 M x x x 2 ( ) 5 50 125 Voor grafieken zie vorige les. x dm dv V 10 10 x 50 dx (één keer integreren) V ( x) 10x C 2 M ( x) 5x 501 x C2 randvoorwaarde: x 5,0 MV 0 invullen 0 510 25 5 50 C 5 C 50 C 2 125 1 21 Hans Welleman 28

RESULTAAT extensie buiging dn qx dx dv q dx dm V dx z 1 differentiaalvergelijking voor extensie 2 differentiaalvergelijkingen voor buiging en dwarskracht Hans Welleman 29

Conclusies Helling van de N-lijn (dn/dx) is gelijk aan min de verdeelde belasting in x-richting Helling van de V-lijn (dv/dx) is gelijk aan min de verdeelde belasting in z-richting Helling van de M-lijn (dm/dx) is gelijk aan de dwarskracht (V) Hans Welleman 30

Gevolg : buiging Geen q-last in z-richting constante V-lijn lineair verlopende M-lijn q-last constant in z-richting lineair verlopende V-lijn parabolisch verlopende M-lijn Hans Welleman 31

Nadeel wiskundige aanpak D.V. geldt alleen voor velden waar niets verandert (continue beschrijving) Bij iedere discontinuiteit eindigt een veld en begint een nieuw veld Grof geschut in verhouding tot de complexiteit van de problemen T q F q 6 velden, voor ieder veld een eigen set van D.V. oplossen??? Hans Welleman 32

Ingenieurs aanpak (volgende les) Maak zoveel mogelijk gebruik van aanwezige voorkennis (beschreven m.b.v. de wiskundige verbanden) Construeer de M-lijn door voor een aantal karakteristieke punten m.b.v. de snedeaanpak het moment te bepalen Verzin iets op het probleem met het assenstelsel.. Hans Welleman 33

Tekenproblemen voor V- en M 45 kn x N-, V- en M-lijn? 60 kn GOED FOUT Hans Welleman 34

Oplossing voor buiging verbuigingsteken Hans Welleman 35

Dwarskracht ook wel fietstrappers genoemd Hans Welleman 36

VERVORMINGSTEKENS Normaalkracht : trek (+) en druk (-) Dwarskracht : fietstrappers Moment : verbuigingsteken VISUELE AANPAK Hans Welleman 37

M-lijn en verbuigingsteken open zijde naar de ligger-as gericht Hans Welleman 38

V- en M? helling 0 helling 0 helling 0 helling 0 Hans Welleman 39

V- en M? helling 0 helling 0 helling 0 helling 0 Hans Welleman 40

Eenvoudig voorbeeld M-lijn en V-lijn Hans Welleman 41

5,0 kn/m 10 kn A l = 8,0 m B 4,0 m C Hans Welleman 42

M B V B-rechts 10 kn 5,0 kn/m 10 kn A l = 8,0 m B 4,0 m C 20 knm 40 knm helling = 10 M-lijn 0,125 ql 2 = 40 knm V-lijn helling = 15 3,0 m 40 knm helling = 25 25 kn M max = 22,5 knm 10 kn Hans Welleman 43 15 kn M maximaal waar V=0!

5,0 kn/m 10 kn A l = 8,0 m B 4,0 m C 15 kn CONTROLEER 35 kn Knikken in M-lijn? 3,0 m 4,0 m 40 knm Sprongen in V-lijn? Lineair en parabolisch? 22,5 knm 20 knm 25 kn 35 kn 15 kn 10 kn Hans Welleman 44

Literatuur Toegepaste Mechanica Deel 1 (Evenwicht) Hoofdstuk 11 Wiskunde beschrijving van het verband tussen snedekrachten en en belasting Ondersteunend materiaal: Hoofdstuk 10 Snedekrachten Hoofdstuk 12 M-V-N-lijnen

En nu oefenen Coz blok 5 M & V-lijnen