Wat is bundelbuigen?

In civiele techniek verwijst bundelbuigen naar het gedrag van bepaalde structurele elementen in een fysiek ontwerp.Een element kan worden beschouwd als een balk als het solide en homogeen is en de lengte ervan is vele malen zijn hoogte of breedte.De voornamelijk functie van de balk is om te weerstaan dat buiging buigt;Dit staat in tegenstelling tot structurele elementen die zich voornamelijk verzetten tegen spanning, compressie of schuifspanningen.De structurele eigenschappen van een balk bij buiging worden bepaald door de afmetingen, materialen en transversale vorm.

Een eenvoudig voorbeeld van bundelbuigen is een brug met een auto erop.Bridges hebben vaak betonnen wegen erop, maar beton is over het algemeen alleen sterk in compressie.Een lange brug zal echter de neiging hebben om in het midden te zakken waar er geen grond is om deze te ondersteunen.Dit doorzakken zal in de vorm van een cirkelvormige boog zijn en treedt op vanwege de manier waarop interne spanningen worden verdeeld bij bundelbuigen.Om deze buiging te weerstaan, wordt een sterkere metalen straal meestal onder een wegoppervlak geplaatst.

De belangrijkste vergelijking bij bundelbuigen is de Euler-Bernoulli-balkvergelijking.Deze vergelijking relateert de afbuiging van de balk aan toegepaste krachten, dwarsdoorsnede -kenmerken en materiaaleigenschappen van de balk.De hoeveelheid afbuiging bij bundelbuiging kan worden verminderd door de netto -uitgewerkte krachten te verminderen, de dwarsdoorsnede van de balk te hervormen en een sterker materiaal te gebruiken.

In een horizontale straal met neerwaartse krachten die erop zijn uitgeoefend, zal het bovenste deel van de balk daadwerkelijk in compressie gaan, terwijl het onderste deel in spanning gaat.Hoe verder naar beneden materiaal is, hoe meer spanning het zal ervaren.Het blijkt dat, voor een bepaalde hoeveelheid totaal materiaal, het versterken van de onder- en bovenste regio's van de dwarsdoorsnede de beste manier is om de bundel sterker te maken.Daarom ontwerpen ingenieurs balken met materiaal dat geconcentreerd is naar de onderste en bovenste gebieden van de dwarsdoorsnede.

Dit is het principe achter het ontwerp van I-balks, of stralen met dwarsdoorsneden die lijken op de letter I. Het is duur om te produceren enTransportstralen met veel massa, dus het is belangrijk om de hoeveelheid gebruikte materiaal te minimaliseren.In de dwarsdoorsnede van een I-bundel is er alleen genoeg materiaal op tussenliggende hoogten om de balk bij elkaar te houden als een vast stuk.De rest van het materiaal is geconcentreerd aan de onderkant en bovenkant van de dwarsdoorsnede, waardoor de balk een hoge weerstand heeft tegen buiging.De weerstand van een bundel tegen buiging wordt de stijfheid genoemd.