فهم كيفية حساب اللحظات وإجبار الرسوم البيانية أمر أساسي للطلاب والمهنيين في ميادين الهندسة والفيزياء، وسيسيرك هذا الدليل العملي على الخطوات اللازمة لخلق هذه الرسومات بفعالية، وسيساعدك على تصور وتحليل القوى العاملة على الهياكل.

ما هي الرسومات العسكرية و الطاقية؟

إن الرسوم البيانية للتحرك والقوة هي عروض بيانية تستخدم لتوضيح القوى واللحظات الداخلية التي تعمل على هيكل ما، وهي حيوية في التحليل الهيكلي وتساعد المهندسين على ضمان سلامة واستقرار المباني والجسور وغيرها من المباني.

أهمية الرسوم البيانية للتحرك والقوة

وهذه الرسوم البيانية حاسمة لعدة أسباب:

  • التمثيل الافتراضي: ] فهم واضح لكيفية توزيع القوات على جميع الهياكل.
  • Design Safety:] They help identify potential points of failure and ensure that structures are designed to withstand applied loads.
  • Problem-Solving:] They facilitate easier calculations and help in identifying the effects of various loads on structures.

الخطوات المتخذة لحساب الرسوم البيانية ورسوم القوة

الخطوة 1: تحديد الهيكل والقروض

الخطوة الأولى في خلق لحظة ورسم تخطيط القوة هي تحديد الهيكل الذي تقومون بتحليله والشحنات التي تعملون عليه، ويشمل ذلك:

  • أنواع الحمولات (أعباء النقاط، حمولات موزعة، إلخ)
  • موقع التحميل على الهيكل
  • شروط الدعم (محددة، متجددة، إلخ)

الخطوة 2: رسم خريطة الجسم الحر

A free body diagram is a simplified representation of a structure that isolates it from its surroundings. To create an FBD:

  • رسم الهيكل بدون أي دعم أو اتصالات
  • يرجى بيان جميع القوى الخارجية التي تعمل على الهيكل.
  • احمل كل القوى واللحظات للوضوح

الخطوة 3: حساب ردود الفعل في مجال الدعم

وبعد ذلك، ستحتاج إلى حساب ردود الفعل في الدعم، وهذا يتم باستخدام معادلة التوازن:

  • مجموع القوى العمودية (المجموع صفر)
  • مجموع القوى الأفقية (مجموع الفأس = صفر)
  • Sum of moments ( totalM = 0)

الخطوة 4: رسم خريطة قوة الشير

مع حساب ردود الفعل يمكنك الآن أن تخلق مخطط قوة الضريح

  • ابدأ من نهاية واحدة من الهيكل
  • تحرك عبر الهيكل، حساب قوة النجمة في كل مرحلة.
  • ضع قيم قوة الماشية على الرسم البياني

الخطوة 5: رسم خريطة الطراز المعلق

وأخيراً، ستضعون مخططات للحظة الإقراض، ويتم ذلك عن طريق إدماج مخطط قوة الضريح:

  • ابدأ من نهاية واحدة حيث اللحظة صفر
  • حاسب لحظة القفز في نقاط مختلفة على طول الهيكل
  • ضعي اللحظه المنتظره لتكملي الرسم البياني

مشكلة مثال

ولتوضيح هذه العملية، فلننظر في شعاع بسيط يدعم في كلا النهايتين مع تحميل نقطة في المركز.

نظراً لما يلي:

  • طول الشعاع: 10 أمتار
  • حمولة النقاط: 20 كيلو غرامات في المركز (5 أمتار من أي طرف)

الخطوة 1: تحديد الهيكل والقروض

الشعاع مُدعم ببساطة، و يُطبق التحميل على المركز.

الخطوة 2: رسم خريطة الجسم الحر

ستظهر القوات البوروندية الشعاع مع تحميل النقاط التي تعمل في المركز و قوات الرد في كلا الدعمين

الخطوة 3: حساب ردود الفعل في مجال الدعم

استخدام معادلة التوازن:

  • غالبية الألف = صفر: R1 + R2 - 20 kN = صفر
  • غالبية الألف = صفر (مرور لحظات حول دعم واحد): R2 * 10 m - 20 kN * 5 m = 0

الخطوة 4: رسم خريطة قوة الشير

واعتبارا من الدعم اليسرى، ستكون القوة المفقودة مساوية لقوة الرد عند الدعم اليسرى وستنخفض إلى الصفر عند نقطة التحميل.

الخطوة 5: رسم خريطة المرحلة النهائية

لحظة القفز ستكون صفراً في الدعم وستصل إلى أقصى حد في مركز الشعاع

خاتمة

إن حساب اللحظات ورسم الخرائط هو مهارة أساسية في التحليل الهيكلي، وباتباع الخطوات المحددة في هذا الدليل، يمكنك تحليل القوى العاملة على الهياكل بصورة فعالة، وضمان سلامتها ووظيفتها.

ممارسة مع مختلف الهياكل وشروط التحميل لتعزيز فهمك ونجاحك في وضع هذه الرسوم البيانية