การดัดของลำแสงคืออะไร?

ในงานวิศวกรรมโยธาการโค้งงอคานหมายถึงพฤติกรรมขององค์ประกอบโครงสร้างบางอย่างในการออกแบบทางกายภาพ องค์ประกอบสามารถพิจารณาลำแสงถ้ามันเป็นของแข็งและเป็นเนื้อเดียวกันและความยาวของมันคือหลายครั้งความสูงหรือความกว้าง หน้าที่หลักของลำแสงคือต้านทานการดัด สิ่งนี้ยืนในทางตรงกันข้ามกับองค์ประกอบโครงสร้างที่ต่อต้านความเครียดแรงอัดหรือแรงเฉือน คุณสมบัติโครงสร้างของลำแสงในการดัดขึ้นอยู่กับขนาดวัสดุและรูปร่างหน้าตัด

ตัวอย่างง่ายๆของการดัดคานคือสะพานที่มีรถอยู่ สะพานมักจะมีถนนคอนกรีตอยู่ด้านบนของพวกเขา แต่โดยทั่วไปคอนกรีตจะมีความแข็งแรงในการบีบอัดเท่านั้น อย่างไรก็ตามสะพานที่ยาวจะมีแนวโน้มลดลงตรงกลางซึ่งไม่มีพื้นรองรับ การลดลงนี้จะอยู่ในรูปของส่วนโค้งวงกลมและเกิดขึ้นเนื่องจากวิธีการกระจายความเค้นภายในในการดัดงอคาน ในการต้านทานการโค้งงอนี้จะมีลำแสงโลหะที่แข็งแรงกว่าวางอยู่ใต้พื้นผิวถนน

สมการที่สำคัญที่สุดในการดัดลำแสงคือสมการลำแสงออยเลอร์ - เบอร์นูลี สมการนี้เกี่ยวข้องกับการโก่งตัวของลำแสงกับแรงที่ใช้, ลักษณะหน้าตัดและคุณสมบัติของวัสดุของลำแสง สามารถลดปริมาณการโก่งตัวในแนวโค้งของลำแสงได้โดยการลดแรงสุทธิที่เกิดขึ้นทำให้ส่วนหน้าตัดของลำแสงและการใช้วัสดุที่แข็งแรงขึ้น

ในลำแสงแนวนอนที่มีแรงกดลงที่ใช้กับมันส่วนบนของลำแสงจะเข้าสู่การบีบอัดในขณะที่ส่วนล่างจะเข้าสู่ความตึงเครียด ในความเป็นจริงยิ่งมีวัสดุมากน้อยเท่าไหร่ก็ยิ่งมีความตึงเครียดมากขึ้นเท่านั้น ปรากฎว่าสำหรับจำนวนวัสดุทั้งหมดที่ได้รับการเสริมแรงบริเวณด้านล่างและด้านบนของส่วนตัดเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการทำให้ลำแสงแข็งแกร่งขึ้น ดังนั้นวิศวกรจึงออกแบบคานด้วยวัสดุที่มีความเข้มข้นไปยังส่วนล่างและส่วนบนของส่วนตัดขวาง

นี่คือหลักการที่อยู่เบื้องหลังการออกแบบของ I-beams หรือคานที่มีส่วนตัดขวางคล้ายกับตัวอักษร "I. " มันมีราคาแพงในการผลิตและส่งลำแสงที่มีมวลมากดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องลดปริมาณวัสดุที่ใช้ ในส่วนตัดขวางของลำแสง I มีวัสดุเพียงพอที่ความสูงระดับกลางเท่านั้นที่จะทำให้ลำแสงเข้าด้วยกันเป็นชิ้นส่วนที่มั่นคง วัสดุที่เหลือมีความเข้มข้นที่ด้านล่างและด้านบนของหน้าตัดทำให้ลำแสงมีความต้านทานต่อการดัดงอสูง ความต้านทานของลำแสงต่อการดัดงอเรียกว่า