4457

Геометрические характеристики координатных осей

Реферат

Математика и математический анализ

Геометрические характеристики координатных осей. Главные оси и главные моменты инерции При повороте осей координат центробежный момент инерции меняет знак, а следовательно, существует такое положение осей, при котором центробежный момент равен нулю....

Русский

2012-11-20

46 KB

9 чел.

Геометрические характеристики координатных осей.

Главные оси и главные моменты инерции

При повороте осей координат центробежный момент инерции меняет знак, а следовательно, существует такое положение осей, при котором центробежный момент равен нулю.

Оси, относительно которых центробежный момент инерции сечения обращается в нуль, называются главными осями, а главные оси, проходящие через центр тяжести сечения - главными центральными осями инерции сечения.

Моменты инерции относительно главных осей инерции сечения называются главными моментами инерции сечения и обозначаются через I1 и I2 причем I1>I2. Обычно, говоря о главных моментах, подразумевают осевые моменты инерции относительно главных центральных осей инерции.

Предположим, что оси u и v главные. Тогда

.

Отсюда

.

(6.32)

Уравнение (6.32) определяет положение главных осей инерции сечения в данной точке относительно исходных осей координат. При повороте осей координат изменяются также и осевые момента инерции. Найдем положение осей, относительно которых осевые моменты инерции достигают экстремальных значений. Для этого возьмем первую производную от Iu по α и приравняем ее нулю:

,

отсюда

.

К тому же результату приводит и условие dIv /dα. Сравнивая последнее выражение с формулой (6.32), приходим к заключению, что главные оси инерции являются осями, относительно которых осевые моменты инерции сечения достигают экстремальных значений.

Для упрощения вычисления главных моментов инерции формулы (6.29) - (6.31) преобразовывают, исключая из них с помощью соотношения (6.32) тригонометрические функции:

.

(6.33)

Знак плюс перед радикалом соответствует большему I1, а знак минус - меньшему I2 из моментов инерции сечения.

Укажем на одно важное свойство сечений, у которых осевые моменты инерции относительно главных осей одинаковы. Предположим, что оси y и z главные (Iyz=0), а Iy=Iz. Тогда согласно равенствам (6.29) - (6.31) при любом угле поворота осей α центробежный момент инерции Iuv=0, а осевые Iu=Iv.

Итак, если моменты инерции сечения относительно главных осей одинаковы, то все оси, проходящие через ту же точку сечения, являются главными и осевые моменты инерции относительно всех этих осей одинаковы: Iu=Iv=Iy=Iz. Этим свойством обладают, например, квадратные, круглые, кольцевые сечения.

Формула (6.33) аналогична формулам (3.25) для главных напряжений. Следовательно, и главные моменты инерции можно определять графическим способом методом Мора.

Изменение моментов инерции при повороте осей координат

Предположим, что задана система осей координат и известны моменты инерции Iz, Iy и Izy фигуры относительно этих осей. Повернем оси координат на некоторый угол α против часовой стрелки и определим моменты инерции той же фигуры относительно новых осей координат u и v.

Рис. 6.8.

Из рис. 6.8 следует, что координаты какой-либо точки в обеих системах координат связаны между собой соотношениями

Момент инерции

.

Следовательно,

.

(6.29)

.

(6.30)

Центробежный момент инерции

.

(6.31)

Из полученных уравнений видно, что

,

т. е. сумма осевых моментов инерции при повороте осей координат остается величиной постоянной. Поэтому, если относительно какой-либо оси момент инерции достигает максимума, то относительно перпендикулярной ей оси он имеет минимальное значение.

Список литературы:

Наумова Ж.Л. Начертательная геометрия.: Учебное пособие для самостоятельной работы – Хабаровск: Изд-во Хабар. , 2003

Кузнецов Н.С. Начертательная геометрия. М. "Высшая школа",1969


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

12009. Анализ действующей практики осуществления кредитных операций коммерческих банков на примере ОАО Банк Центр Кредит 126.26 KB
  Содержание Введение І. Виды кредитов и их характеристика 1.1 Необходимость сущность и значение кредита 1.2 Классификация банковских кредитов ссуд 1.3 Организация банковского кредитования ІІ. Анализ действующей практики кредитования банками второго уровня ЗК н...
12010. Обобщение теоретической и правовой базы ипотечного кредитования под залог земель сельскохозяйственного назначения 716.06 KB
  ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА 1. Теоретические основы деятельности ипотечных банков в системе земельноипотечного кредитования предпринимательских структур аграрного сектора экономики 1.1 Ипотека: понятие сущность отличительные черты. Особенности земельной ипотек
12011. Система оценки финансового состояния деятельности коммерческого банка 454.94 KB
  СОДЕРЖАНИЕ Введение 1. Финансовое состояние коммерческого банка и организационнометодическое обеспечение его оценки 1.1 Финансовое состояние банка и факторы его определяющие 1.2 Организационные основы оценки финансового состояния банка 1.3 Направления оценки ф...
12012. Теория и методология формирования и реализации кредитования под залог земель сельскохозяйственного назначения. 844.85 KB
  СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА 1 Теоретические основы земельноипотечного кредитования 1.1 Земельная ипотека: ретроспективный анализ 1.2 Экономическая сущность основные понятия и отличительные черты земельноипотечного кредитования 1.3 Анализ зарубежного и отечеств...
12013. Фінансова діяльність ХФ АКБ Правекс-Банк 425.91 KB
  68 ЗМІСТ Вступ 1. Теоретичні та правові основи забезпечення фінансової стійкості комерційного банку 1.1 Сутність фінансової стійкості як економічна категорія 1.2 Система економічних показників оцінки фінансового стану комерційного банку 1.3 Вплив ...
12015. Формирования депозитной политики коммерческого банка на примере Сибирского отделения Сбербанка ОАО 1.17 MB
  Содержание Введение 1. Теоретические основы формирования депозитной политики коммерческого банка Содержание принципы и функции депозитной политики коммерческого банка Классификация депозитных операций коммерческих банков Методы и инструменты
12016. Определение перспектив кассовых операций коммерческих банков 679.87 KB
  ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 1 Содержание и структура кассовых операций банкоВ 2 Правила приема выдачи и пересчета наличных денег использование электронных кассиров 2.1 Правила приема выдачи и пересчета наличных денег 2.2 Использование электронных кассиров 3 Эффе
12017. Изучение основ формирования банковской системы США 80.35 KB
  Содержание ВВЕДЕНИЕ 1. История развития банковской системы США 2. Современная структура банковской системы США 2.1 Банковские учреждения США 2.2 Органы регулирования и надзора за деятельностью банков и других финансовых институтов в США 2.3 Совершенствование ...