Vad är balk böjning?

I civilingenjör hänvisar balkböjning till beteendet hos vissa strukturella element i en fysisk design.Ett element kan betraktas som en stråle om den är solid och homogen och dess längd är många gånger dess höjd eller bredd.Strålens främst funktion är att motstå böjning;Detta står i kontrast till strukturella element som främst motstår spänning, kompression eller skjuvspänningar.De strukturella egenskaperna hos en balk i böjning bestäms av dess dimensioner, material och tvärsnittsform.

Ett enkelt exempel på balkböjning är en bro med en bil på.Broar har ofta betongvägar ovanpå dem, men betong är i allmänhet bara stark i kompression.En lång bro tenderar emellertid att sjunka i mitten där det inte finns någon mark att stödja den.Denna sagging kommer att vara i form av en cirkulär båge och inträffar på grund av hur interna spänningar fördelas i balkböjning.För att motstå denna böjning placeras vanligtvis en starkare metallstråle under en vägyta.

Den viktigaste ekvationen i balkböjning är Euler-Bernoulli-strålekvationen.Denna ekvation hänför sig till avvikelsen av strålen till applicerade krafter, tvärsnittsegenskaper och materialegenskaper hos strålen.Mängden avböjning i balkböjning kan reduceras genom att minska netto -applicerade krafter, omforma strålens tvärsnitt och använda ett starkare material.

I en horisontell stråle med nedåtgående krafter som appliceras på den kommer den övre delen av strålen faktiskt att gå i komprimering medan den nedre delen kommer att gå i spänning.Faktum är att ju ytterligare ner -materialet är, desto mer spänning kommer det att uppleva.Det visar sig att för en given mängd totalt material är det bästa sättet att göra strålen starkare att stärka de nedre och toppregionerna i tvärsnittet.Därför utformar ingenjörer strålar med material koncentrerade mot tvärsnittets botten och toppregioner.Transportstrålar med massor av massa, så det är viktigt att minimera mängden material som används.I tvärsnittet av en I-stråle finns det bara tillräckligt med material i mellanliggande höjder för att hålla strålen ihop som en solid bit.Resten av materialet är koncentrerat längst ner och toppen av tvärsnittet, vilket ger strålen ett högt motstånd mot böjning.En stråles motstånd mot böjning kallas dess styvhet.