Odvození metody návrhu pracovního napětí?
Metoda návrhu pracovního napětí je metoda inženýrského návrhu, která zajišťuje, že napětí v konstrukci nepřekročí stanovené dovolené napětí. Tato metoda je založena na předpokladu, že skutečná napětí v konstrukci budou menší než přípustná napětí, a že tedy konstrukce bude bezpečná.
Metoda návrhu pracovního napětí je odvozena z následující rovnice:
$$σ_{max} =σ_{allow} \cdot n$$
kde:
* σmax je maximální napětí v konstrukci
* σallow je dovolené napětí
* n je bezpečnostní faktor
Bezpečnostní faktor je číslo, které se používá k zohlednění nejistot v procesu návrhu. Mezi tyto nejistoty patří:
* Variabilita vlastností materiálu
* Přesnost konstrukčních výpočtů
* Možnost nepředvídaného zatížení
Bezpečnostní faktor se obvykle volí na hodnotu mezi 1,5 a 3,0.
Metodu návrhu pracovního napětí lze použít pro návrh jakéhokoli typu konstrukce. Nejčastěji se však používá pro navrhování betonových a ocelových konstrukcí.
Výhody metody návrhu pracovního napětí
Metoda návrhu pracovního napětí má řadu výhod, včetně:
* Je to jednoduchý a přímočarý způsob použití.
* Je založen na osvědčených principech inženýrské mechaniky.
* Je relativně konzervativní, což znamená, že je méně pravděpodobné, že povede ke strukturálnímu selhání.
Nevýhody metody návrhu pracovního napětí
Metoda návrhu pracovního napětí má také řadu nevýhod, včetně:
* Může být neefektivní, protože vyžaduje použití bezpečnostního faktoru, který je větší než 1,0.
* Může být obtížné zvolit vhodný bezpečnostní faktor.
* Nezohledňuje možnost křehkého selhání.
Porovnání metody návrhu pracovního napětí s jinými metodami návrhu
Metoda návrhu pracovního napětí je jednou z řady různých metod návrhu, které lze použít k návrhu konstrukcí. Mezi další metody návrhu patří:
* Metoda návrhu maximální pevnosti
* Metoda návrhu součinitele zatížení a odporu
* Metoda plastového designu
Každá z těchto konstrukčních metod má své výhody a nevýhody. Nejlepší metoda návrhu pro konkrétní projekt bude záviset na konkrétních požadavcích daného projektu.
