Który materiał będzie wytrzymalszy?

[kamil13-93]

Panie i panowie, krótkie pytanie, buduję prostą ramę blacharską, nie musi być mega solidna, jednak chciałbym aby było to możliwie wytrzymałe z dostępnych materiałów. Mam do wyboru profil zamknięty kwadratowy o wymiarach 120x120x5 w gatunku S235 oraz profil zamknięty kwadratowy o wymiarach 90x90x8 w gatunku S355. Konstrukcja będzie działać głównie na zginanie. Co będzie wytrzymalsze?

[StudentIB]

Wskaźnik wytrzymałości na zginanie profilu zamkniętego kwadratowego to:

W=(1/6)*((H^4 - h^4)/H)

gdzie: H - wymiar zew. profilu (szer. i wys.), h - wymiar wew. profilu

Wystarczy to podstawić do wzoru:
σ_max = M_max/W

żeby zobaczyć jak wymiary profilu wpłyną na naprężenia.

Materiał wpłynie tylko na ugięcie, ale żeby je policzyć musisz już znać sposób podparcia i obciążenia belki.

[kamil13-93]

To, że profil o wymiarach 120x120x5 ma wyższy wskaźnik wytrzymałości to wiem, odczytałem to z danych firm handlujących stałą. Ciekawiło mnie jak gatunek stali wpłynie na wytrzymałość i odkształcenia.

[StudentIB]

Pod kątem naprężeń jedynie zmieni się ich limit (bo jest inna granica plastyczności).

Natomiast co do odkształceń to potrzeba więcej danych na temat belki, ale ogólnie ugięcie zależy od momentu bezwładności (czyli przekroju) i modułu Younga (czyli materiału) - tzw. sztywność na zginanie EI:

y′′ = -M/EI

Im iloczyn EI większy tym ugięcie mniejsze.

Tu masz wzory na maksymalne ugięcie typowych belek:

http://mechanik.edu.pl/learning/projekt ... _belek.pdf

[abcdef]

mówisz że na zginanie. A w ilu kierunkach? Bo jak w jednym to użyj dwuteownika?

[ASOR]

Natomiast co do odkształceń to potrzeba więcej danych na temat belki, ale ogólnie ugięcie zależy od momentu bezwładności (czyli przekroju) i modułu Younga (czyli materiału) - tzw. sztywność na zginanie EI:

Moduł younga jest praktycznie taki sam dla wszystkich gatunków stali, więc ugięcie (sztywność) zależy tylko od geometrii.

[StudentIB]

Owszem, jeśli porównujemy tylko te 2 gatunki stali to można uznać, że E jest takie samo (podobnie jak wsp. Poissona potrzebny do analiz MES). Wtedy tylko jest różnica w wytrzymałości podyktowana różną granicą plastyczności. Ja napisałem ogólnie gdybyśmy chcieli porównać np. aluminium i stal.