|
Calculul momentelor de inertie ale suprafetelor compuse
Calculul momentelor de inertie la pentru un domeniu material compus, cuprinde urmatoarele etape:
se descompune domeniul material intr-o serie de subdomenii simple;
se determina pozitia centrului de greutate al intregului domeniu material considerat, fata de un sistem de referinta arbitrar ales;
se calculeaza momentele de inertie axiale si momentul de inertie centrifugal in raport cu axele centrale, ale tuturor subdomeniilor materiale alese si care insumate, determina momentele de inertie ale intregului domeniu material considerat;
se determina pozitia axelor de inertie principale si valoarea momentelor principale de inertie.
Pentru exemplificare, se considera profilul din Figura 3.16 pentru care se parcurge algoritmul de calcul prezentat anterior.
se alege un sistem de referinta arbitrar O1y1z1;
se calculeaza pozitia centrului de masa in raport cu O1y1z1, corespunzator relatiilor
Fig. 3.16.
se calculeaza momentele de inertie in raport cu axele centrale Oy si Oz:
deoarece figura prezinta simetrie, atunci si .
razele de inertie se calculeaza tinand seama de relatiile de definitie
Observatia 3.9:
Calculul momentelor de inertie in raport cu un sistem de axe de coordonate legat de centrul de masa se poate face folosind relatiile de definitie.
Pentru bare, placi si corpuri avand forme mai mult sau mai putin regulate si care se folosesc frecvent in aplicatiile tehnice, relatiile de calcul sunt date in tabelul 3.3.
Tabelul 3.3. Momente de inertie
FIGURA SI SISTEMUL DE COORDONATE
Axa
MOMENTUL DE INERTIE
GEOMETRIC
MECANIC
Linia dreapta
D2
D1
D
D3
Dreptunghi
O1x1
O1y1
Ox
Oy
Triunghi
Ox
Cx1
O2x2
Tabelul 3.3: continuare
FIGURA SI SISTEMUL DE COORDONATE
Axa
MOMENTUL DE INERTIE
GEOMETRIC
MECANIC
Trapez isoscel
Ox
O2x2
Cx1
Oy
Cerc
O
Ox
Oy
D
Coroana circulara
O
Ox
Oy
Elipsa
Ox
Oy
Sector circular
Ox
Oy
Segment de cerc
Ox
Oy
Tabelul 3.3: continuare
FIGURA SI SISTEMUL DE COORDONATE
Axa
MOMENTUL DE INERTIE
Paralelipiped
Ox
Oy
Oz
Cilindru
Oz
Ox
Oy
D
D1
Cilindru gol
Oz
Ox
Oy
D
D1
Piramida dreptunghiulara
Oz
D
Ox
Con circular drept
Oz
D
Tabelul 3.3: continuare
FIGURA SI SISTEMUL DE COORDONATE
Axa
MOMENTUL DE INERTIE
GEOMETRIC
MECANIC
Sfera
O
Oz
Ox
Oy
D
Sfera goala
O
Oz
Ox
Oy
Sector sferic
Oz
Segmentul de sfera
Oz