Обчислення моментів інерції складних фігур

Обчислення моментів інерції складних фігур.

При практичних розрахунках різних балок доводиться визначати моменти інерції складних поперечних перерізів, що складаються з декількох простих.

Розглянемо приклад визначення моментів інерції для фігури, показаної на рис.1, складається з трьох прямокутників з площами F1. F2. F3.

Розрахунок починається з визначення центру ваги всієї фігури. В якості вихідних осей візьмемо осі Z0 і У0. показаних на малюнку.

Обчислення моментів інерції складних фігур

Знайдемо положення центра ваги за формулами:; ,

Центральні осі Z і У проходять через точку О на відстані а і b відносно осей Z0 і У0.

Знаходимо моменти інерції всього перерізу відносно центральних осей, застосовуючи формули паралельного перенесення осей:

Jz = Jz1 + Jz2 + Jz3; ; ; ,

де i - номер простого перетину i = 1,2,3;

аi і вi - відстані від центру тяжіння всього перерізу до центрів фігур;

Jz. Jy. Jzy - моменти інерції простих перерізів.

;

.

Знаходимо відцентровий момент інерції щодо центральних осей:

Головні моменти інерції знайдемо за формулами:

Для визначення кута нахилу головних осей використовуємо формулу:

,

Кут дає положення головної осі 1, щодо якої момент інерції має максимальне значення при і мінімальне при

Головні центральні осі інерції під номерами 1 і 2 показані на рис.1

Знайдемо тепер радіуси інерції:

За цими даними побудований еліпс інерції (рис. 1).