第八章
Combined Loadings
目標 : 本 章 中 要 討 論 壓 力 容 器 的 應 力 分 析, 以 及 樑 之 截 面 上 受 到 不 同 內 力 同 時 作 用 時 應 力 如 何 分 佈。
第八章只有 2 節 :
- 8.1 Thin-Walled Pressure Vessels
- 目標 : 討 論 壓 力 容 器 上 的 應 力 分 佈。
- 8.2 State of Stress Caused by Combined Loadings
- 目標 : 樑 之 截 面 上 受 到 不 同 形 態 內 力 同 時 作 用 時 之 應 力 分 佈。
8.1 Thin-Walled Pressure Vessels
目標 : 討 論 壓 力 容 器 (Pressure Vessel) 上 的 應 力 分 佈。
- 這 一 節 所 討 論 的 內 容 與 第 八 章 的 大 標 題 不 太 一 致。
- 壓 力 容 器 就 是 內 裝 有 氣 體 (或 液 體) 的 封 閉 容 器, 內 部 的 氣 體 壓 力 p 均 勻 的 作 用 於 容 器 內 面, 這 裡 只 討 論 兩 種 簡 單 的 情 況 : 圓 柱 容 器 和 球 狀 容 器。
- 假 設 為 薄 殼 壓 力 容 器, 即 r/t > 10 (半徑/厚度 > 10)。
- 氣 體 壓 力 p 為 表 壓 (gage pressure), 就 是 真 正 的 壓 力 大 小 減 去 現 在 的 大 氣 壓 力 的 結 果 (整 個 系 統 四 面 八 方 都 受 大 氣 壓 力 的 影 響, 可 以 互 相 抵 消)。
- 圓 柱 容 器 :
- 共 有 3 種 應 力, 均 為 normal stress (Fig. 8-1 (a)),
為 circumferential stress 或 hoop stress,
為 longitudinal stress,
為 radial stress ( r 方 向 的 normal stress, 你 知 道 的
大 小 為 何 嗎 ?),
通 常 可 忽 略 (why?)。
- 容 器 上 切 一 半 圓 形 厚 dy 的 環 (Fig. 8-1 (c)), 我 們 考 慮 的 系 統 包 括 半 圓 環 與 其 內 的 氣 體, x 方 向 合 力 (包 括
與 p 所 產 生 的 力, 但 不 考 慮 重 力) = 0 可 求 得
= pr/t 。
- 考 慮 系 統 為 左 半 邊 的 圓 柱 殼 與 其 內 的 氣 體 (Fig. 8-1 (d)), y 方 向 合 力 = 0 可 得
= pr/(2t) (剛 好 為
的 一 半) 。
- 球 狀 容 器 :
- 考 慮 半 圓 殼 與 其 內 氣 體 (Fig. 8-2), 水 平 方 向 合 力 = 0 可 得
= pr/(2t)。
- 只 有
無
(why?)。
8.2 State of Stress Caused by Combined Loadings
目標 : 樑 之 截 面 上 受 到 不 同 形 態 內 力 同 時 作 用 時 之 應 力 分 佈。
- 樑 之 截 面 上 可 能 會 有 normal force、 torsional torque、 bending
moment 和 shear force 同 時 作 用。
- 樑 之 應 力 可 以 用 疊 加 法 (superposition) 計 算 (why?), 就 是 把 以 上 各 種 內 力 分 開 來 看, 分 別 計 算 各 內 力 在 樑 上 造 成 的 應 力 (簡 單 吧, 以 前 都 學 過 了), 再 把 各 種 應 力 都 加 起 來 即 可。
- 多 看 幾 個 例 題 吧 !
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