बेलनाकार क्षैतिज बीम चुनने के लिए यह नासमझ क्यों है


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मैंने सुना है कि बेलनाकार क्षैतिज बीम चुनना नासमझी है। मेरा सवाल यह है कि क्यों?


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किस आवेदन के लिए?
फीटवेट

क्या आपने खोखले सिलेंडर, ठोस सिलेंडर या दोनों के बारे में सुना है?
हवाई

जवाबों:


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एक क्षैतिज बीम की ताकत को अनुभाग मापांक नामक संपत्ति के आधार पर परिभाषित किया गया है । आकृतियाँ जिनके ऊपर और नीचे के पास अधिक सामग्री वितरित की गई है, एक उच्च खंड मापांक है। यही कारण है कि I- आकार के बीम या लंबा आयताकार आम विकल्प हैं। दूसरी ओर, गोल आकार, उनकी अधिकांश सामग्री आकृति के केंद्र के आसपास केंद्रित होती है, और ऊपर और नीचे बहुत कम होती है, इसलिए वे बहुत मजबूत बीम नहीं बनाते हैं। इसका मतलब है कि एक गोल बीम को उसी शक्ति को प्राप्त करने के लिए बहुत अधिक सामग्री की आवश्यकता होगी जो लम्बे आकार के बीम के समान हो।

आप इसे सहजता से देख सकते हैं यदि आप एक शासक या अन्य पतली सामग्री लेते हैं जो आपके पास है और इसे मोड़ने का प्रयास करें। आप ध्यान देंगे कि सपाट दिशा में, यह बहुत कमजोर है और झुकना आसान है। हालांकि विस्तृत दिशा में, यह काफी मजबूत है। भले ही सामग्री का टुकड़ा एक ही आकार का है, ऊपर और नीचे इसमें अधिक होने से यह अधिक मजबूत होता है।

इसका कारण समझने में बहुत कठिन नहीं है, जब एक बीम झुकता है तो यह पूरी तरह से सीधे नहीं रह सकता है। एक वक्र बनाने के लिए इसे थोड़ा आकार बदलना पड़ता है। इसके ऊपर का भाग संकुचित हो जाता है (नीचे की ओर धकेल दिया जाता है) और नीचे का हिस्सा तन्यता के तनाव का अनुभव करता है। वास्तव में, जब आप मध्य में पहुंचते हैं, तो बीम को न तो अलग किया जाता है और न ही एक साथ धकेला जाता है, इसे 'न्यूट्रल अक्ष' कहा जाता है। तो संपीड़न और तनाव का विरोध करने के लिए ऊपर और नीचे मजबूत होना पड़ता है, लेकिन केंद्र को केवल इतना मजबूत होना पड़ता है कि वह हर चीज को संलग्न रख सके।

यदि आप वास्तव में एक क्षैतिज बीम (शायद दृश्य कारणों या हवा के प्रतिरोध के लिए) के लिए एक बेलनाकार आकार का उपयोग करना चाहते हैं, तो एक ठोस सिलेंडर की तुलना में एक गोल ट्यूब अधिक कुशल होगा, क्योंकि इसमें तटस्थ अक्ष के आसपास कम सामग्री है। यह अभी भी आयताकार ट्यूब या पारंपरिक संरचनात्मक आकार के रूप में कुशल नहीं होगा।


यह बताना शायद अधिक स्पष्ट और सटीक होगा कि सपाट दिशा में शासक कम कठोर होता है और विस्तृत दिशा में यह अधिक कठोर होता है । जब तक शासक सामग्री अनिसोट्रोपिक नहीं होती है, तब तक ताकत अभिविन्यास के साथ नहीं बदलती है, और जब तक असफलता का इरादा नहीं होता है, तब तक सामग्री चयन के अलावा, बीम डिजाइन में ताकत की भूमिका नहीं होती है।
wwarriner

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कठोरता वह गुण है जो उपयोगकर्ता देखता है, लेकिन जब आप लोड किए गए लोड के उन्मुखीकरण को बदलते हैं तो बीम की ताकत बदल जाती है। सामग्री की ताकत नहीं बदलती है, लेकिन बीम की ताकत होती है। चूँकि अनुभाग मापांक जड़ फाइबर की गति (जो कठोरता को नियंत्रित करता है) का क्षण है, अत्यधिक फाइबर दूरी से विभाजित होता है, शक्ति और कठोरता किसी सामग्री के लिए सहसंबद्ध होते हैं, और अनुभाग गुणों की सहज समझ के लिए, हमें अंतर करने की आवश्यकता नहीं होती है।
1948 में एतान

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एक बेलनाकार बीम शायद दी गई स्थिति के लिए सबसे अच्छा बीम नहीं है। इसका मतलब यह नहीं है कि ऐसी कोई विशिष्ट स्थिति नहीं है जहां एक बेलनाकार बीम उपयोगी होगा।

पेशेवरों

  • किसी भी दिशा या दिशाओं के संयोजन में एक ही भार का विरोध कर सकते हैं। यह ऊर्ध्वाधर दिशा में क्षैतिज दिशा में उतना ही मजबूत है।
  • लेटरल टॉर्सनल बकलिंग (एलटीबी) सीमा राज्य के बारे में चिंता करने या जांच करने की आवश्यकता नहीं है।
  • अच्छी तरह से बीम-कॉलम (एक साथ क्षण और अक्षीय भार) के साथ काम करता है।
  • गोलाकार आकृति में अन्य आकृतियों की तुलना में कम सतह का क्षेत्र हो सकता है जब चित्रित क्षेत्र या बर्फ बिल्डअप जैसी चीजों पर विचार किया जाता है।

विपक्ष

  • केवल एक दिशा में भार के लिए आई-आकार के रूप में कुशल (प्रति शक्ति सामग्री का वजन) नहीं।
  • अधिक आम आकृतियों की तुलना में अनुभागों को खोजना या अधिक महंगा होना मुश्किल हो सकता है।
  • सिरों पर और बगल से आने वाले अन्य सदस्यों के कनेक्शन अधिक जटिल हैं।
  • केंद्रित भार वाले क्षेत्रों के तहत स्टिफ़ेनर्स डिज़ाइन और फैब्रिकेट करने के लिए कठिन हैं।

जब तक "प्रोस" सूची में से एक आइटम "विपक्ष" से बहुत आगे निकल नहीं जाता है, तब तक बेलनाकार बीम शायद सबसे अच्छा विकल्प नहीं है।


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बेलनाकार क्षैतिज बीम का उपयोग इस बात में नासमझ है कि इसमें वजन जोड़ा गया है जो बिना किसी अतिरिक्त ताकत के प्रदान करता है। इसके बावजूद आप अनावश्यक सामग्री के लिए भुगतान कर रहे हैं जो कि नासमझ है, जब तक कि सौंदर्य संबंधी चिंताओं को सिलेंडर आकार के उपयोग की आवश्यकता नहीं होती है। अत्यधिक असामान्य पार्श्व भार एक बेलनाकार बीम के उपयोग को एक विकल्प बना सकते हैं, लेकिन उन बलों को सामान्य रूप से अन्य डिजाइन घटकों के साथ संबोधित किया जाता है।


क्या आप इसे प्रिस्क्रिप्शन के बजाय एक प्रिज्म के अंदर सिलेंडर इंसुलेट नहीं कर सकते थे? इस तरह, आप कम सामग्री का उपयोग करेंगे ।
HDE 226868

@ HDE226868 मैं यहां आपके प्रश्न को काफी नहीं समझता, लेकिन यदि आप अभी भी उत्सुक हैं, तो आप इसे स्केच के साथ स्वयं के प्रश्न के रूप में पोस्ट कर सकते हैं।
एथन ४48

@ Ethan48 यह उत्तर लगता है कि सिलेंडर का क्रॉस-सेक्शन एक वर्ग के क्रॉस-सेक्शन से बड़ा है। यह अनिवार्य रूप से क्रॉस-सेक्शन का चक्कर लगा रहा है। मैं इसके बजाय इसे लिखने का सुझाव दे रहा हूं, जो वास्तव में कम वजन होगा। क्या मैंने इसका गलत मतलब निकाला?
एचडीई 226868

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मुझे लगता है कि उनका क्या मतलब था (लेकिन स्पष्ट रूप से बताया नहीं गया था) यह है कि एक दी गई बीम की आवश्यकता के लिए, बेलनाकार बीम का वजन अधिक होगा। निश्चित रूप से आप अन्य क्रॉस सेक्शन की तुलना में गोलाकार बीम बना सकते हैं, लेकिन वे उसी क्षेत्र के साथ अन्य क्रॉस सेक्शनल शेप से कमज़ोर होंगे।
एथन ४48
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