Fórmula de cálculo de la rigidez
La fórmula de cálculo de la rigidez es: F=kx, donde F es la fuerza, k es la rigidez y x es el desplazamiento. Los puntos de conocimiento relevantes sobre la rigidez son los siguientes:
1. La rigidez es una representación de la facilidad de deformación elástica de un material o estructura y generalmente se mide mediante el módulo elástico E. En el rango macroelástico, la rigidez es el coeficiente proporcional de la carga parcial y el desplazamiento, es decir, la fuerza requerida para causar un desplazamiento unitario. La rigidez se puede dividir en rigidez elástica lineal y rigidez no lineal.
2. La rigidez elástica lineal se refiere a la relación proporcional entre tensión y deformación, mientras que la rigidez lineal no satisface esta relación proporcional; Aumentar la rigidez de una estructura mejora su desempeño sísmico y su estabilidad, pero también aumenta el peso y el costo de la estructura. Por lo tanto, es necesario hacer concesiones razonables en función de la situación específica al diseñar la estructura.
Los factores que afectan la rigidez son los siguientes:
1. Material: la rigidez de diferentes materiales es diferente, dependiendo principalmente de la composición química y la estructura cristalina del material. Por ejemplo, los metales generalmente tienen mayor rigidez, mientras que los plásticos tienen menor rigidez. Forma y tamaño de la sección transversal La forma y el tamaño de la sección transversal también son factores importantes que afectan la rigidez. Las formas de sección transversal más delgadas generalmente tienen mayor rigidez que las formas de sección transversal más gruesas.
2. Medio ambiente: en un ambiente de alta temperatura, la rigidez del material disminuirá; bajo condiciones de carga cíclica, la rigidez del material puede disminuir o aumentar. El método de carga también tiene un impacto en la rigidez. Por ejemplo, la distribución de tensiones en una estructura estáticamente indeterminada está relacionada con la relación de rigidez de cada parte.
3. Forma estructural: Cambiar la forma estructural tiene un impacto significativo en la rigidez. Proceso de fabricación, el proceso de fabricación también tiene un impacto en la rigidez de la estructura. Por ejemplo, procesos como la soldadura y la fundición pueden afectar la rigidez local del material. Temperatura, los cambios de temperatura pueden afectar la rigidez del material. A altas temperaturas, los materiales pueden deslizarse, lo que reduce la rigidez.
4. Estado tensional: El estado tensional de la estructura también afectará a su rigidez. Por ejemplo, la rigidez de un material puede diferir cuando está bajo tensión o compresión. Los defectos del material, defectos en un material como agujeros, grietas, etc., pueden reducir su rigidez.