Cos'è la flessione del raggio?

Nell'ingegneria civile, la flessione del raggio si riferisce al comportamento di alcuni elementi strutturali in un design fisico.Un elemento può essere considerato un raggio se è solido e omogeneo e la sua lunghezza è molte volte la sua altezza o larghezza.La funzione principalmente del raggio è resistere alla flessione;Ciò è in contrasto con elementi strutturali che resistono principalmente alla tensione, alla compressione o alle sollecitazioni di taglio.Le proprietà strutturali di un raggio in flessione sono determinate dalle sue dimensioni, materiali e forma trasversale.

Un semplice esempio di flessione del raggio è un ponte con un'auto.I ponti hanno spesso strade di cemento sopra di esse, ma il calcestruzzo è generalmente forte solo nella compressione.Un ponte lungo, tuttavia, tenderà ad abbassarsi nel mezzo dove non c'è terreno per sostenerlo.Questo rilassamento sarà a forma di arco circolare e si verifica a causa del modo in cui le sollecitazioni interne sono distribuite nella flessione del raggio.Per resistere a questa flessione, un raggio di metallo più forte viene generalmente posto sotto una superficie stradale.

L'equazione più importante nella flessione del fascio è l'equazione del raggio Euler-Bernoulli.Questa equazione mette in relazione la deflessione del raggio alle forze applicate, alle caratteristiche della sezione trasversale e alle proprietà del materiale del raggio.La quantità di deflessione nella flessione del raggio può essere ridotta riducendo le forze applicate nette, rimodellando la sezione trasversale del raggio e utilizzando un materiale più forte.

In un raggio orizzontale con forze verso il basso applicato ad esso, la parte superiore del raggio andrà effettivamente in compressione mentre la parte inferiore andrà in tensione.In effetti, più materiale più in basso è, più tensione sperimenterà.Si scopre che, per una determinata quantità di materiale totale, rafforzare le regioni inferiori e superiori della sezione trasversale è il modo migliore per rendere più forte il raggio.Pertanto, gli ingegneri progettano travi con materiale concentrati verso le regioni inferiori e superiori della sezione trasversale.

Questo è il principio dietro la progettazione di travi a I o travi con sezioni trasversali che ricordano la lettera I.Travi di trasporto con molta massa, quindi è importante ridurre al minimo la quantità di materiale utilizzato.Nella sezione trasversale di una trave a I, c'è solo un materiale sufficiente a altezze intermedie per tenere insieme il raggio come un pezzo solido.Il resto del materiale è concentrato nella parte inferiore e in alto della sezione trasversale, dando al raggio un'alta resistenza alla flessione.La resistenza di un raggio alla flessione è chiamata rigidità.