Độ cứng chùm là bao nhiêu?

Trong kỹ thuật kết cấu, độ cứng của chùm tia là khả năng của chùm tia để chống lệch, hoặc uốn cong, khi áp dụng khoảnh khắc uốn.Một mô men uốn kết quả khi một lực được áp dụng ở đâu đó ở giữa một chùm tia cố định ở một hoặc cả hai đầu.Nó cũng sẽ xảy ra nếu một mô-men xoắn được áp dụng cho chùm tia, mặc dù điều này ít phổ biến hơn trong các ứng dụng trong thế giới thực.Độ cứng của chùm tia bị ảnh hưởng bởi cả vật liệu của chùm tia và hình dạng của mặt cắt chùm tia.Động lực để thiết kế một chùm tia chống lệch độ lệch rất dễ đánh giá cao trong trường hợp cây cầu.Ví dụ, bê tông là tuyệt vời cho cường độ nén của nó, nhưng một cây cầu chỉ được tạo ra từ bê tông sẽ là một lựa chọn kém.Bê tông không mạnh khi nó bị uốn cong;Một cây cầu làm bằng bê tông sẽ chùng xuống giữa do trọng lực và có khả năng sẽ sụp đổ.Cây cầu có thể mạnh hơn nhiều nếu nó có một loại nền tảng, hoặc bộ xương, để giữ cho nó không bị lệch ở giữa quá nhiều.Độ cứng chùm tia có thể được tính bằng hai yếu tố.Yếu tố đầu tiên là mô đun đàn hồi.Đây là một tài sản vật chất liên quan đến xu hướng vật chất của LỚN để biến dạng, hoặc kéo dài, khi áp dụng căng thẳng.Nếu chùm tia được làm bằng thép không gỉ, nó sẽ có mô đun đàn hồi cao hơn, nói, nhôm.Điều này là do nếu các lực tương tự được áp dụng cho cùng hình dạng của cả thép và nhôm, vật thể thép sẽ biến dạng ít hơn.Mặc dù kim loại don don biến dạng nhiều so với các dải cao su, nhưng chúng hoạt động theo cùng một cách;Chúng kéo dài theo tỷ lệ với mức độ khó khăn của một lực kéo trên chúng.Vì vậy, một chùm tia được làm từ vật liệu có mô đun đàn hồi cao sẽ có độ cứng chùm cao, khiến nó ít bị uốn cong.

Yếu tố khác trong độ cứng của chùm tia là thời điểm

của quán tính

của mặt cắt ngang chùm tia.Điều này có liên quan đến sự phân bố dọc của vật liệu gần hoặc cách xa trung tâm của chùm tia.Một thiết kế chùm tia thường được sử dụng trong kỹ thuật dân dụng với một thời điểm quán tính cao là chùm i.Nó được gọi là chùm i vì mặt cắt ngang của nó, có hình dạng giống như chữ ’i.Hình dạng này tập trung nhiều vật liệu về phía dưới và đỉnh của mặt cắt ngang chỉ có đủ vật liệu ở các vùng trung tâm để kết nối các phần bên ngoài.Lý do cho hình dạng này là nó tối đa hóa thời điểm quán tính diện tích cho một lượng vật liệu nhất định.Vật liệu phổ biến nhất được sử dụng trong chùm I là thép, cung cấp một mô đun đàn hồi cao.Hai tính chất của chùm i này cho nó độ cứng chùm rất cao.