اللحظة الأولى للمساحة
يعتمد مفهوم العزم الأول للمساحة على مفهوم العزوم الرياضية في الفضاءات المترية . وهو مقياس للتوزيع المكاني لشكل ما بالنسبة لمحور معين.
العزم الأول لمساحة شكل ما، حول محور معين، يساوي مجموع مساحة ذلك الجزء مضروبًا في المسافة بينه وبين المحور [Σ ad ].
تُستخدم العزوم الأولى للمساحة بشكل شائع لتحديد مركز ثقل المساحة.
تعريف
بفرض وجود مساحة A ذات شكل معين، وتقسيم هذه المساحة إلى n مساحة عنصرية صغيرة جدًا (dAᵢ ) ، ولتكن xᵢ و yᵢ المسافتين (الإحداثيات) إلى كل مساحة عنصرية مقاسة من محور x-y معين. يُعطى العزم الأول للمساحة في الاتجاهين x و y على التوالي بالصيغة التالية: و
وحدة قياس عزم المساحة الأول في النظام الدولي للوحدات هي المتر المكعب (م³ ) . أما في النظامين الهندسي والجاذبي الأمريكي، فالوحدة هي القدم المكعب (قدم³ ) أو الأكثر شيوعاً البوصة المكعبة (بوصة³ ).
عزم المساحة الساكن ، والذي يُرمز إليه عادةً بالرمز Q ، هو خاصية للشكل تُستخدم للتنبؤ بمقاومته لإجهاد القص . بحسب التعريف:
أين
- Q j,x – العزم الأول للمساحة "j" حول المحور x المحايد للجسم بأكمله (وليس المحور المحايد للمساحة "j")؛
- dA – مساحة أساسية للمساحة "j"؛
- y – المسافة العمودية إلى مركز العنصر dA من المحور المحايد x .
إجهاد القص في هيكل شبه أحادي
معادلة تدفق القص في مقطع شبكي معين من المقطع العرضي لهيكل شبه أحادي الهيكل هي:
- q – تدفق القص عبر مقطع شبكي معين من المقطع العرضي
- V y – قوة القص العمودية على المحور المحايد x عبر المقطع العرضي بأكمله
- S x – العزم الأول للمساحة حول المحور المحايد x لجزء معين من المقطع العرضي
- I x – عزم المساحة الثاني حول المحور المحايد x للمقطع العرضي بأكمله
يمكن الآن حساب إجهاد القص باستخدام المعادلة التالية:
- – إجهاد القص عبر مقطع شبكي معين من المقطع العرضي
- q – تدفق القص عبر مقطع شبكي معين من المقطع العرضي
- t – سمك مقطع شبكي معين من المقطع العرضي عند النقطة التي يتم قياسها [ 1 ]
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ تصميم الهندسة الميكانيكية لشيجلي، الطبعة التاسعة (الصفحة 96)
- ميكانيكا المواد الصلبة
- اللحظة (في الفيزياء)
