Sisäiset voimat ja rasitukset

Tasapainotila

• Ulkoiset voimat ja momentit ovat nolla
• Rakenne on tasapainossa

Kappaleen osat

• Tarkastellaan vain kaksiulotteisia tilanteita
• Voimatyypit:
  • Normaalivoima (N tai B)
  • Leikkausvoima
  • Taivutusmomentti

Voimatyypit

Normaalivoima

• Akselin suuntainen voima
• Estää osia liikkumasta toisiinsa nähden
• Positiivinen normaalivoima = veto
• Negatiivinen normaalivoima = puristus

Leikkausvoima

• Kohtisuora voima akselia vastaan
• Estää osia liikkumasta toisiinsa nähden
• Positiivinen leikkausvoima = estää vasenta puolta nousemasta ja oikeaa menemästä alas

Taivutusmomentti

• Estää leikkauksen eri puolella olevia osia pyörimästä Z-akselin ympäri
• Positiivinen taivutusmomentti = estää vasenta puolta pyörimästä myötäpäivään

Rakenteelliset mallit

• Köysi: kestää vain vetoa
• Sauva: kestää vetoa ja puristusta
• Palkki: kestää leikkausvoimaa ja taivutusta
• Ristikko: kitkattomilla nivellillä yhdistettyjä sauvoja
• Palkkirakenne: sisältää muita kuin sauvoja

Tehtävien ratkaisu

1. Piirretään koko rakennelman vapaakappale
2. Ratkaistaan ulkoiset voimat
3. Leikataan rakennelma osiin
4. Varmistetaan, että osat pysyvät paikallansa
5. Ratkaistaan kiinnostavat kohteet
6. Piirretään tarvittaessa kuvaajia (normaalivoima-, leikkausvoima- ja taivutusmomenttikuvio)