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機械・工学・構造および材料

トラスと部材の引張・圧縮

桁は、三角形に接続された部材で構成される構造であり、荷重を分散させる。各部材が引力または圧力にさらされているかどうかは、接点の力を分析することで判断できる。

関連する実験:トラス橋の荷重 →
トラス橋の荷重
トラス橋の荷重の実験画面 →

概念と仕組み

理想的な桁は、接点において結合された部材で構成され、これらの接点に荷重が作用するものと仮定します。部材は主に、自身の軸 বরাবরに力を受けることを想定します。

作用する力の作用は、水平成分と垂直成分の合計が0になるように調整されています。せん断と圧縮の符号、および参照点を分析することで、力の伝達経路を視覚化できます。

関係式と成立条件

各平面の交線では、ΣFx=ΣFy=0 が適用されます。m=2j−3 は、典型的な単純な平面的な桁構造の規則性を決定するために使用される量です。

単に基準を満たしただけでは、幾何学的安定性は保証されません。実際の接続の変形、部品の塑性変形、および材料の損傷は、想定される力モデルの外的な影響です。

仮想実験で読み取る変化

引張材と圧縮材が各節点の力をつり合わせます。

ピン節点と直線部材の微小変形の静定トラスです。自重・座屈・接合部破壊を省きます。許容力の警告は崩壊解析ではありません。実橋で荷重試験をしないでください。

重要な関係式と記号

ΣFx = ΣFy = 0 · m = 2j − 3

式で使う記号と単位
記号意味単位
m部材数個
j節点数個
部材力部材の軸方向力N

例で確かめる

青と赤の部材は何を示す?

引張と圧縮 · 引張材と圧縮材が各節点の力をつり合わせます。

よくある誤解

  • すべてのトラスの構成要素が、均等に荷重を負担しているわけではありません。

この概念を実験で確かめる

参考資料

OpenStax · University Physics Volume 1(英語)