YKSIULOTTEINEN JÄNNITYSTILA



Samankaltaiset tiedostot
Lujuusopin jatkokurssi I.1 I. LUJUUSOPIN PERUSYHTÄLÖT

lim Jännitystila Jännitysvektorin määrittely (1)

MATP153 Approbatur 1B Harjoitus 1, ratkaisut Maanantai

Mat Lineaarinen ohjelmointi

2.5. Eksponenttifunktio ja eksponenttiyhtälöt

Epäyhtälöoppia matematiikkaolympialaisten tehtäviin

Esimerkki 2 (Kaupparatsuongelma eli TSP)

1. osa, ks. Solmu 2/ Kahden positiivisen luvun harmoninen, geometrinen, aritmeettinen ja + 1 u v 2 1

4 KORKEAMMAN KERTALUVUN LINEAARISET DIFFERENTIAALIYHTÄLÖT. Kertaluvun n lineaarinen differentiaaliyhtälö ns. standardimuodossa on

( ) k 1 = a b. b 1) Binomikertoimen määritelmän mukaan yhtälön vasen puoli kertoo kuinka monta erilaista b-osajoukkoa on a-joukolla.

Äärettämän sarjan (tai vain sarjan) sanotaan suppenevan eli konvergoivan, jos raja-arvo lims

xe y = ye x e y + xe y y = y e x + e x y xe y y y e x = ye x e y y (xe y e x ) = ye x e y y = yex e y xe y e x = x 3 + x 2 16x + 64 = D(x)

DEE Sähkömagneettisten järjestelmien lämmönsiirto

ja läpäisyaika lasketaan (esim) integraalilla (5.3.1), missä nyt reitti s on z-akselilla:

RATKAISUT x 2 3 = x 2 + 2x + 1, eli 2x 2 2x 4 = 0, joka on yhtäpitävä yhtälön x 2 x 2 = 0. Toisen asteen yhtälön ratkaisukaavalla saadaan

Ryhmän osajoukon generoima aliryhmä ja vapaat ryhmät

Tehtäviä neliöiden ei-negatiivisuudesta

Fysiikan perusteet. Liikkeet. Antti Haarto

2 avulla. Derivaatta on nolla, kun. g( 3) = ( 3) 2 ( 3) 5 ( 3) + 6 ( 3) = 72 > 0. x =

Tarkastellaan ympyräsylinterin käyttäytymistä eri muotoisilla tukipinnoilla. Oletetaan sylinterin vierintävastus merkityksettömäksi.

Valo-oppia. Haarto & Karhunen.

HEIJASTUMINEN JA TAITTUMINEN

****************************************************************** ****************************************************************** 7 Esim.

Liikkeet. Haarto & Karhunen.

Insinöörimatematiikka IA

Matematiikan tukikurssi

0, niin vektorit eivät ole kohtisuorassa toisiaan vastaan.

Diplomi-insino o rien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2015 Insino o rivalinnan fysiikan koe , malliratkaisut

NESTEIDEN ja ja KAASUJEN MEKANIIKKA

Satunnaismuuttujien muunnokset ja niiden jakaumat. Satunnaismuuttujien muunnokset ja niiden jakaumat

2) Kaksi lentokonetta lähestyy toisiaan samalla korkeudella kuvan osoittamalla tavalla. Millä korkeudella ja kuinka kaukana toisistaan ne ovat?

Energia bittiä kohden

3 Lukujonot matemaattisena mallina

Lasketaan esimerkkinä seuraava tehtävä. Monisteen sivulla 14 on vastaavanlainen. x 1

Tekijä Pitkä matematiikka On osoitettava, että jana DE sivun AB kanssa yhdensuuntainen ja sen pituus on 4 5

Diskreetin Matematiikan Paja Ratkaisuja viikolle 4. ( ) Jeremias Berg. n(n + 1) 2. k =

Trigonometriset funktiot 1/7 Sisältö ESITIEDOT: reaalifunktiot

SMG-4200 Sähkömagneettisten järjestelmien lämmönsiirto Ehdotukset harjoituksen 6 ratkaisuiksi

Analyysi A. Harjoitustehtäviä lukuun 1 / kevät 2018

Tekijä Pitkä matematiikka Poistetaan yhtälöparista muuttuja s ja ratkaistaan muuttuja r.

Piste ja jana koordinaatistossa

Ensimmäisen asteen polynomifunktio

Kompleksilukujen alkeet

Muodonmuutostila hum

normaali- ja leikkaus jännitysten laskemiseen pisteessä Määritetään ne tasot, joista suurimmat normaali- ja leikkausjännitykset löytyvät

LIITTEET Liite A Stirlingin kaavan tarkkuudesta...2. Liite B Lagrangen kertoimet...3

Analyyttistä geometriaa kilpailutehtävien kautta

Aallot. voima F on suoraan verrannollinen venymään x. k = jousivakio Jousivakion yksikkö [k] = 1 N/m = 1 kg/s 2

Tarkastellaan kuvan 8.1 (a) lineaarista nelitahoista elementtiä, jonka solmut sijaitsevat elementin kärkipisteissä ja niiden koordinaatit ovat ( xi

Tehtävä 1. Voidaanko seuraavat luvut esittää kahden neliön summina? Jos voidaan, niin kuinka monella eri tavalla? (i) n = 145 (ii) n = 770.

MAA7 7.1 Koe Jussi Tyni Valitse kuusi tehtävää! Tee vastauspaperiin pisteytysruudukko! Kaikkiin tehtäviin välivaiheet näkyviin!

Puolijohdekomponenttien perusteet A Ratkaisut 5, Kevät qad L. 1, C 3,6 10 m m s 10 m 0,6 ev

Insinöörimatematiikka D

RATKAISUT a + b 2c = a + b 2 ab = ( a ) 2 2 ab + ( b ) 2 = ( a b ) 2 > 0, koska a b oletuksen perusteella. Väite on todistettu.

RATKAISUT: 15. Aaltojen interferenssi

HY, MTL / Matemaattisten tieteiden kandiohjelma Todennäköisyyslaskenta IIb, syksy 2018 Harjoitus 3 Ratkaisuehdotuksia.

Lisätehtäviä. Rationaalifunktio. x 2. a b ab. 6u x x x. kx x

3 b) Määritä paljonko on cos. Ilmoita tarkka arvo ja perustele vastauksesi! c) Muunna asteiksi 2,5 radiaania. 6p

Ratkaisut vuosien tehtäviin

Kertausosa. Kertausosa. 3. Merkitään. Vastaus: 2. a) b) 600 g. 4. a)

3.2 Polynomifunktion kulku. Lokaaliset ääriarvot

Usean muuttujan funktiot

Laudatur 13. Differentiaali- ja integraalilaskennan jatkokurssi MAA 13. Tarmo Hautajärvi Jukka Ottelin Leena Wallin-Jaakkola. Opettajan aineisto

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2010 Insinöörivalinnan fysiikan koe , malliratkaisut

Matematiikan tukikurssi

Tekijä Pitkä matematiikka b) Kuvasta nähdään, että b = i 4 j. c) Käytetään a- ja b-kohtien tuloksia ja muokataan lauseketta.

KERTAUSHARJOITUKSIA. 1. Rationaalifunktio a) ( ) 2 ( ) Vastaus: a) = = 267. a) a b) a. Vastaus: a) a a a a 268.

Luento 6 Luotettavuus Koherentit järjestelmät

Juuri 4 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty Kertaus. b) B = (3, 0, 5) K2. 8 ( 1)

S uay uvaxy uv 2 Ax 2 y... uv i Ax i y uv i wx i y.

MATA172 Sami Yrjänheikki Harjoitus Totta vai Tarua? Lyhyt perustelu tai vastaesimerkki!

Laudatur 4 MAA4 ratkaisut kertausharjoituksiin

Tekijä Pitkä matematiikka Suoran pisteitä ovat esimerkiksi ( 5, 2), ( 2,1), (1, 0), (4, 1) ja ( 11, 4).

3 Yhtälöryhmä ja pistetulo

Laajennetaan lukualuetta lisäämällä murtoluvut

KJR-C2002 Kontinuumimekaniikan perusteet, tentti (esimerkki)

Suorista ja tasoista LaMa 1 syksyllä 2009

Lieriö ja särmiö Tarkastellaan pintaa, joka syntyy, kun tasoa T leikkaava suora s liikkuu suuntansa

Lasketaan kullekin a euron maksuerälle erikseen, kuinka suureksi erä on n vuodessa kasvanut:

Juuri 13 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty Kertaus. K1. A: III, B: I, C: II ja IV.

PRELIMINÄÄRIKOE PITKÄ MATEMATIIKKA

KJR-C2002 Kontinuumimekaniikan perusteet, viikko 46/2017

Normaalijakaumasta johdettuja jakaumia. Normaalijakaumasta johdettuja jakaumia. Normaalijakaumasta johdettuja jakaumia: Mitä opimme?

Luento 4: 3D Transformaatiot

2.1 Yhdenmuotoiset suorakulmaiset kolmiot

4.7 Todennäköisyysjakaumia

Kertaa tarvittaessa induktiota ja rekursiota koskevia tietoja.

102 Käyrä. Piste ( 3,0 ) on käyrällä, jos ja vain jos sen koordinaatit. Siis piste ( 1, 2) Siis piste ( 3,0 ) ei ole käyrällä.

LUJUUSHYPOTEESIT, YLEISTÄ

Suorat ja tasot, L6. Suuntajana. Suora xy-tasossa. Suora xyzkoordinaatistossa. Taso xyzkoordinaatistossa. Tason koordinaattimuotoinen yhtälö.

3 x < < 3 x < < x < < x < 9 2.

MAA7 Kurssikoe Jussi Tyni Tee B-osion konseptiin pisteytysruudukko! Kaikkiin tehtäviin välivaiheet näkyviin! Laske huolellisesti!

Juuri 4 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty Kertaus. b) B = (3, 0, 5) K2. ( )

Pyramidi 4 Analyyttinen geometria tehtävien ratkaisut sivu 352 Päivitetty Pyramidi 4 Luku Ensimmäinen julkaistu versio

Puolijohdekomponenttien perusteet A Ratkaisut 5, Kevät Ideaalisen normaalimoodin pnp-transistorin kollektorivirta on.

Transkriptio:

YKSIULOTTEINEN JÄNNITYSTILA Normaalijäits N N Leikkausjäits Q Q

KAKSIULOTTEINEN JÄNNITYSTILA Lerakee STRE SS CONTOURS OF SE 4.4483 8.8966 4.345 65.793 7.4 48.69 9.38 33.586 373.35 Ma 45.4 At Node 438 Mi.9 At Node 38 Kuorirakee TO STRESS CONTOURS OF SE 8. 56.443 84.6634.885 4.6 69.37 97.548 5.769 53.99 8. 3.43 Ma 339. At Node 86 Mi.5454 At Node 346

KOLMIULOTTEINEN JÄNNITYSTILA STR ESS CONTOURS OF SE 8.54686 7.937 5.646 34.874 4.7343 5.8 59.88 68.3748 76.97 85.4686 94.54 Ma.6 At No de 6679 M i.7375e-3 At N ode 6963 STRESS CONTOURS OF SE 9.54559 9. 9 8. 6368 38. 83 47. 779 57. 735 66. 89 Ma.443 At Slice Node 7 Mi.3 At Slice Node 435 3

KANNATTIMEN JÄNNITYSTILA oikkileikkaukse rasitukset isteide A ja B jäitskomoetit T Q N N t T 4

JÄNNITYSVEKTORI Kotiuumihoteesi: Kaalee materiaalitilauude jokaisessa isteessä o materiaalia. ΔM ΔF ΔA Jäitsektori: lim ΔA ΔF ΔA df dn df dq Normaali- ja leikkausjäitsektori: dn dq df dn dq dn dq 5

JÄNNITYSTILAN KÄSITE Määritelmä: Kaikkie istee kautta asetettuje ita-alkioide i jäitsektoreide i (ääretötä) joukkoa kutsutaa tämä istee jäitstilaksi. istee jäitstila hallitaa tädellisesti, ku tuetaa se kolmee eri itaelemettii liittät jäitsektorit. Näiksi itaelemeteiksi alitaa e elemetit, joide ormaalit osoittaat koordiaattiakseleide -, - ja -suutii. KOORDINAATTISUUNTIEN JÄNNITYSVEKTORIT d d d istee kohdalta leikattua differetiaalise ietä suorakulmaista särmiötä d d d saotaa jäitselemetiksi. Se tahoilla aikuttaat koordiaattisuutii liittät jäitsektorit. 6

JÄNNITYSKOMONENTIT Koordiaattisuutie jäitsektorit jaetaa komoetteihisa: ositiiiste tahoje jäitsektorit: Negatiiiste tahoje jäitsektorit: i j k i j k i j k i j k i j k i j k Merkiät: Jäitskomoeti esimmäie alaideksi ilmaisee itaelemeti ormaali suua ja toie jäitkse suua. Normaalijäitksillä ämä suuat oat samat, jote iillä kätetää ai htä alaideksiä. Merkkisäätö: Jäitselemeti ositiiise taho jäitskomoetti o ositiiie, jos se aikuttaa koordiaattiakseli ositiiisee suutaa. Negatiiise taho jäitskomoetti o ositiiie, jos se aikuttaa koordiaattiakseli egatiiisee suutaa. 7

JÄNNITYSKOMONENTIT Momettitasaaiosta seuraa leikkausjäitste arittaie htäsuuruus: d d d arittaisesta htäsuuruudesta seuraa, että istee jäitstila tutemisee riittää kuusi jäitskomoettia: JÄNNITYSMATRIISI [ S] 8

VINON SUUNNAN JÄNNITYSVEKTORI Koordiaattisuutie jäitsektorit ja iide komoetit i j k i j k i j k k i j Suua jäitsektori Suua ormaali l l i m j k m Suutakosiit i j k l, m, ita-alasuhteet l m 9

Tetraedri oimatasaaioehto m l Vio suua jäitsektori ja se komoetit koordiaattiakseleide suuissa m l m l m l m l Matriisimuoto m l m l m l m l { } [ ]{ } S Komoetit ormaali ja leikkausia suuissa Matriisimuoto { } { } { } { } T { } { } { } { } { } T

ÄÄJÄNNITYKSET JA -SUUNNAT istee kohdalla suutaa liittää itaelemettii kohdistuu leesä sekä ormaalijäitsektori että leikkausjäitsektori. itaelemettiä, joho kohdistua leikkausjäitsektori, saotaa äätasoksi ja se ormaali suutaa ääsuuaksi. äätasoo kohdistuu ai ormaalijäits ja sitä saotaa ääjäitkseksi.

ÄÄJÄNNITYKSET JA -SUUNNAT Yleie jäitselemetti: 3 ääjäitselemetti: Jokaisessa jäitstilassa o (aiaki) ksi sellaie suorakulmaise jäitselemeti aseto, että se kaikki tahot oat äätasoja, särmät ääsuutia ja jäitkset ääjäitksiä. ääjäitkset oat jäitstila ormaalijäitkse ääriaroja. Algebrallisee suuruusjärjestksee laitettuja ääjäitksiä merkitää I, II, III, jolloi I II III.

ÄÄJÄNNITYSTEN JA ÄÄSUUNTIEN MÄÄRITYS äätasossa o leikkausjäitskomoetti. Jäitsektori o tällöi ormaali suutaie eli Taso ormaalijäitstä saotaa ääjäitkseksi ja ormaali suutaa ääsuuaksi. Ottamalla kättöö matriisiesits saadaa { } [ S ]{ } [ S ] { } { } Kseessä o jäitsmatriisi omiaisarotehtää, jossa o omiaisaro ja { } omiaisektori. Edellä olea matriisihtälö o auki kirjoitettua l m l m l m Saatu htälö o ääsuua suutakosiie homogeeie htälörhmä. Suutakosieille ätee l m, jote triiaaliratkaisu l m ei kelaa. Homogeeisella htälörhmällä o ei-triiaali ratkaisu ai, jos se kerroimatriisi determiatti o olla, josta seuraa karakteristie htälö 3

Kehittämällä determiatti saadaa ääjäitkselle htälö, joka o muotoa kolmae astee 3 I I I3 Kertoimet I, I ja I 3 oat jäitstila ääiariatit ja iide lausekkeet oat I I I 3 det[ S] Yllä olealla kolmae astee htälöllä o aia kolme reaalijuurta, joita merkitää, ja 3. ääjäitksiä o aia kolme ja e oat leesä erisuuria. Jäitstilaa saotaa sliterimäiseksi, jos kaksi ääjäitksistä o htä suuria. allomaisessa jäitstilassa kaikki kolme ääjäitstä oat htä suuria. Ku ääjäitkset tuetaa, ääsuuat ratkeaat suutakosiie htälörhmästä ja ksikköektoriehdosta i i l i m i i i l i m i i i,, 3 ääsuuat { } i, i,, 3 oat kohtisuorassa toisiaa astaa. 4

MAKSIMILEIKKAUSJÄNNITYS Leikkausjäitkse absoluuttie maksimiaro eli ääleikkausjäits o ma ( I III ) ääleikkausjäits esiit se jäitselemeti tahoissa, joka saadaa kiertämällä ääjäitselemettiä 45 keskimmäise ääjäitkse II suua märi. ääleikkausjäitselemetti: k ( I III ) II ma ( I III ) k ( I III ) II ääleikkausjäitkse esiitmistahoissa aikuttaa ormaalijäits: k ( I III ) 5

TASOJÄNNITYSTILA [ S] S [ ] ϕ 6

TASOJÄNNITYSTILA Tasaaioehdot: cos si cos cos si si cos si si cos cos si si cos cos cos si si Kiertokaaat: cos si ( si cos )si cos si cos si cos ( cos si ) Trigoometria mukaa oat oimassa kaaat cos [ cos() ] si [ cos() ] si cos si() Sijoittamalla ämä kiertokaaoihi seuraa ( ) ( ) cos() ( ) si() cos() si() 7

Otetaa kättöö akiot R, ϕ ja seuraaasti: ( ) R cos(ϕ ) R si(ϕ ) R k k ( ) ta(ϕ ) R si(ϕ ) Kiertokaaat meeät t muotoo k R R[ cos(ϕ )cos() si(ϕ )si()] [ cos(ϕ )si() si(ϕ )cos()] Trigoometriste fuktioide summakaaoje aulla saadaa ielä muoto k R cos( ϕ ) R si( ϕ ) ääsuuissa o, mistä seuraa si( ϕ ) ϕ tai ϕ π ϕ tai ϕ π / ääjäitksie lausekkeiksi tulee k R k R Nähdää mös, että mi( ) ma( ) ääjäitkset esiität toisiaa astaa kohtisuorissa tasoissa ja oat ormaalijäitkse ääriaroja. 8

, 3 Ku ääjäitkset, o järjestett algebrallisee suuruusjärjestksee, kätetää iistä merkitöjä. I II III I II,, III. Tällöi o siis oimassa Leikkausjäitkse ääriarot -tasossa saautetaa, ku π π si( ϕ ) ± ϕ tai ϕ ϕ π / 4 tai ϕ π / 4 Leikkausjäitkse ääriaroiksi tulee äissä suuissa mi( ma( ) R ) R ( ) ( ) 3 Normaalijäits ei ole olla leikkausjäitkse ääriarosuuilla, aa saa kummallaki suualla aro. k 3 k ma elemetti R o 45 R -taso ma ei ole älttämättä absoluuttie ääriaro, joka o k ma I III 9

MOHRIN YMYRÄ C(, ) B(, ) ϕ A(, ) 3 D(, ) LAATIMINEN JA KÄYTTÖ:. koordiaat isto, alasäi.. Sijoitetaa koordiaatistoo isteet A(, ) ja B(, ). 3. iirretää halkaisija AB, lödetää keskiiste O (aia akselilla) ja säde R OA. iirretää Mohri mrä. 4. iirretää isteestä A aakasuora, joka leikkaa mrää aassa N. Sijoitetaa -koordiaatisto origo aaa, oikealle suutaa NA ja lösäi suutaa NB. 5. Nähdää ääjäitkset ja, ääsuuta ϕ ja -taso ma 3. 6. -taso suutaa liittät jäitskomoetit ähdää lukemalla aassa olea kulma kiertee koordiaatisto akseleide ja Mohri mrä leikkausisteide koordiaatit.

KOLMEN MOHRIN YMYRÄN ESITYS 3 3 3 3 3 3 3 mi 3 3 ma