background image

08 Pręty, układy prętów 

93 

PRĘTY, UKŁADY PRĘTÓW 

 

Układy prętowe statycznie wyznaczalne 

 

Pręt jest najprostszym modelem elementów konstrukcyjnych. 

Kształt pręta jest wyznaczony przez dowolną figurę płaską, któ-
rej środek ciężkości porusza się po dowolnym torze – figura ta 
wyznacza  ksz

tałt  przekroju  poprzecznego,  natomiast  tor  wy-

znacza oś pręta.  

 

 

 
 

Przykłady konstrukcji prętowych

 

 

 

Rozciąganie a) i ściskanie b) oraz siła  

we

wnętrzna c) dla pręta o stałym przekroju 

 

Równanie  równowagi: suma sił działających wzdłuż osi pręta 
jest równa zeru 

Naprężenia w pręcie:  

A

N

 

Wydłużenie pręta:   

.

L

L

 

 

Ponieważ dla rozciąganego pręta obowiązuje prawo Hooke'a, 

wydłużenie  pręta  oraz  jego  przewężenie  (odkształcenie  po-
przeczne) określają zależności: 

.

'

,

EA

PL

L

E



 

Siły  wewnętrzne  w  pręcie  wyznacza  się  za  pomocą  metody 

przekrojów.  Myślowych  przekrojów  należy  dokonywać 
w  

dowolnych  miejscach  odcinków,  których  granicami  są 

punkty 

przyłożenia obciążenia oraz zmiany kształtu poprzecz-

nego pręta ( np. wielkości przekroju). 

background image

08 Pręty, układy prętów 

94 

P

RZYKŁAD

 

Dla pręta przedstawionego na rysunku wykonać wykresy sił normalnych, naprężeń 

oraz przemieszczeń poprzecznych przekrojów pręta. 

Równanie statyki:  

 

 

3P 

– 2P + P – R = 0 

 

R = 2P 

Metoda: 

– metoda myślowych przekrojów. 

 

 

 
Przekrój 1–1: 

.

EA

Pa

EA

l

N

l

,

A

N

,

P

N

1

1

1

1

1

1

 

W  przekroju  1

–1  siła  wewnętrzna  jest  siłą  rozciągającą.  Dla  uniknięcia 

konfliktu znaków  w  pozostałych przekrojach kierunek sił  wewnętrznych bę-
dzie zgodny z kierunkiem przyjętym w przekroju 1–1. Dzięki temu założeniu 
zna

ki  sił  w  pozostałych  przekrojach  należy  odnosić  do  kierunku  sił  w  tym 

przekroju. 

 

Przekrój 2–2: 

.

EA

Pa

2

EA

l

N

l

,

A

P

A

N

,

P

P

2

P

N

2

2

2

2

2

2

 

W porównaniu z przekrojem 1–1, tutaj siła wewnętrzna jest siłą ściskają-

cą, naprężenia mają znak zgodny ze znakiem sił, nastąpiło skrócenie odcin-
ka, w którym umiejscowiony został przekrój 2–2. 

 

Przekrój 3–3: 

.

EA

4

Pa

3

A

2

E

l

N

l

,

A

2

P

A

2

N

,

P

P

2

P

N

3

3

3

3

3

3

 

Zmiana  wielkości  przekroju  poprzecznego  nie  wpływa  na  wartość  siły 

wewnętrznej, ale ma wpływ na naprężenia i odkształcenia. Siła N3 ma znak 
przeciwny do siły w przekroju 1–1, jest więc siłą ściskającą. 

 

Przekrój 4–4: 

.

EA

2

Pa

3

EA

2

l

N

l

,

A

P

A

2

N

,

P

2

P

3

P

2

P

N

4

4

4

4

4

4

 

W tym przekroju siła ma znak zgodny z kierunkiem w przekroju 1–1, jest 

więc  siłą  rozciągającą.  Wykresy  sił  normalnych  i  naprężeń  przedstawiono 
na rys. 2.6. Uskoki na wykresie sił wewnętrznych odpowiadają wartościom 
sił zewnętrznych – w ten sposób jest zachowana ciągłość wykresu sił nor-
malnych. 

 

background image

08 Pręty, układy prętów 

95 

Całkowite wydłużenie swobodnego końca pręta jest sumą wydłużeń poszczególnych od-

cinków: 

.

EA

4

Pa

2

3

4

3

2

1

EA

Pa

l

l

l

l

l

4

3

2

1

 

Wykres przemieszczeń poprzecznych przekrojów pręta pokazano na rysunku. 

Po  analizie  czterech  przekrojów  do  rozpatrzenia  pozostał  jeszcze  niewielki 

fragment  pr

ęta.  Jego  analiza  może  mieć  znaczenie  przy  sprawdzaniu  po-

prawności wynikówZ warunków równowagi sił dla tego fragmentu pręta wy-
nika, że N

4

 = R = 2P. Fakt ten potwierdza poprawność obliczeń. 

 

Do obliczenia całkowitego wydłużenia pręta można wykorzystać zasadę superpozycji
 

 

Zasada superpozycji 

 

Obciążenie  działające  na  pręt  można  rozłożyć  na  oddzielnie  działające  siły  3P,  2P  i  P. 

Obniżenie  swobodnego  końca  pręta  wywołane  tymi  siłami  (czynną,  obciążoną  część  pręta 
zakrop

kowano) wyrażają zależności: 

.

EA

4

Pa

''

'l

''

l

'l

l

,

EA

2

Pa

9

EA

2

a

3

P

EA

a

3

P

''

'l

,

EA

Pa

7

EA

2

a

3

P

2

EA

a

2

P

2

''

l

,

EA

4

Pa

9

EA

2

l

5

,

1

P

3

'l

 

Zasadę  superpozycji  można  zastosować  również  do  obliczenia  reakcji  R.  Zgodnie  z  ry-

sunkiem, reakcja ta wynosi R = 3P 

– 2P + P = 2P. 

Podsumowując ten przykład warto zapamiętać następujące zasady. 

1

 

Na  wykresach  sił  wewnętrznych  musza  być  widoczne  wszystkie  siły  zewnętrzne 

czynne (obciążenia) i bierne (reakcje). 

2

 

We wszystkich myślowych przekrojach  wskazane jest konsekwentne stosowanie 

wspólnej umowy określającej znaki sił wewnętrznych. 

Należy podkreślić, ze powyższe zasady znajdują zastosowanie 

nie tylko w układach prętowych, ale również w wałach i belkach. 

Zasady te mają więc uniwersalny charakter

 

background image

08 Pręty, układy prętów 

96 

P

RZYKŁAD

 

Sztywna (nieodkształcalna) belka AB jest podtrzymywana w położeniu poziomym za po-

mocą pręta CD. Korzystając z warunku wytrzymałościowego, określić dopuszczalną wartość 
siły P. Dla obciążenia równego obciążeniu dopuszczalnemu obliczyć obniżenie końca B bel-
ki. Przyjąć średnicę pręta CD wynoszącą d = 20 mm, 

dop

 = 160 MPa, E = 2

10

5

 MPa. 

Dzięki metodzie myślowych przekrojów w pręcie CD zostaje „ujawniona” siła wewnętrzna 

S. Wykorzystując zasadę zesztywnienia, równania statyki można ułożyć dla nieodkształco-
nego układu prętów. Z trzech równań równowagi dla płaskiego układu sił w tym zadaniu bę-
dzie  wykorzystana  suma  momen

tów  względem  punktu  A  (jest  to  najkorzystniejszy  punkt). 

Pozostałe dwa równania statyki mogą być wykorzystane np. do obliczenia reakcji R

A

 

Równanie statyki: 

 

.

sin

a

b

a

P

S

0

sin

S

b

a

P

0

A

M

 

Warunek wytrzymałościowy: 

,

4

d

A

,

A

S

A

S

2

dop

dop

 

.

kN

064

,

12

10

5

,

1

1

4

87

,

36

sin

1

160

20

P

,

b

a

4

sin

a

d

P

4

d

sin

a

b

a

P

3

o

2

dop

dop

2

dop

dop

2

 

W powyższym wzorze 

 

= arctg 0,75 = 36,87. Do dalszych obliczeń przyjęto P

dop

 = 12 kN. 

Siła wewnętrzna w pręcie CD wynosi:  

.

kN

50

87

,

36

sin

1

5

,

2

12

sin

a

b

a

P

S

o

 

Przed  przystąpieniem  do  obliczenia  przemieszczeń  należy  wprowadzić  pewne  uprosz-

czenia, związane z praktycznym,  inżynierskim  charakterem wytrzymałości  materiałów
Ponieważ odkształcenia i przemieszczenia są bardzo małe, łuki określające nowe położenie 
punktów można zastąpić odcinkami prostymi prostopadłymi do pierwotnego (nieodkształco-
nego) położenia prętów (rys. c). Należy też przestrzegać zasady zgodności odkształceń z 
kierunkami sił

Z prawa Hooke'a obliczyć można wydłużenie pręta CD (F = 

 cm

2

.

mm

1

10

87

,

36

sin

10

2

75

,

0

50

sin

EA

c

S

EA

l

S

l

4

o

5

CD

CD

 

Przemieszczenie punktu B 

Przemieszczenie punktu B jest spowodowane wydłużeniem się pręta CD. Na skutek tego 

wydłużenia punkt C przemieszcza się w dół o odcinek CC'. Korzystając z twierdzenia Talesa, 
można obliczyć przemieszczenie BB' 

.

mm

145

,

4

10

87

,

36

sin

1

10

2

75

,

0

5

,

1

1

12

sin

a

EA

c

b

a

P

a

b

a

'

CC

'

BB

,

sin

a

EA

c

b

a

P

sin

EA

c

S

sin

l

'

CC

4

o

3

2

5

2

3

2

2

3

3

CD

 

background image

08 Pręty, układy prętów 

97 

P

RZYKŁAD 

 

Dwa  pręty  połączone przegubem A  są obciążone pionowa  siła  P.  Obliczyć  prze-

mieszczenie przeg

ubu A. Przyjąć: P = 10000 N, a = 1 m, E = 2

10

6

 MPa, A

1

 = 2 cm

2

A

2

 = 1 cm

2

 = 30

 = 60

 

P

P

A

A

1

S

S

2

90

o

A

A

1

V

A

H

A

x

y

w

w

1

1

2

A

A

1

V

A

H

A

1

2

a

b

c

d

A

a)

b)

c)

a

A

1

A

2

d)

2

l

1

l

1

l

2

l

 

 

Równania równowagi (rys. b)

.

0

sin

S

sin

S

0

)

(

P

)

2

(

,

0

P

cos

S

cos

S

0

)

(

P

)

1

(

2

1

2

1

 

Po rozwiązaniu powyższego układu otrzymuje się wartości sił wewnętrznych 

.

N

5000

)

sin(

sin

P

S

,

N

8660

)

sin(

sin

P

S

2

1

 

Wydłużenia prętów: znając długości prętów: 

,

m

155

,

1

sin

a

l

,

m

2

sin

a

l

2

1

 

z prawa Hooke’a wyznacza się: 

.

mm

289

,

0

10

1

10

2

155

,

1

5000

EA

l

S

l

,

mm

433

,

0

10

2

10

2

2

8660

EA

l

S

l

6

2

2

2

2

6

1

1

1

1

 

Opierając się na rysunku c, składowe pionową i poziomą przemieszczenia wyznacza 
się z zależności: 

,

mm

519

,

0

60

cos

289

,

0

30

cos

433

,

0

cos

l

cos

l

y

x

V

2

1

A

 

.

mm

034

,

0

60

sin

289

,

0

30

sin

433

,

0

sin

l

sin

l

w

w

H

2

1

1

A

 

Znak „

” przy przemieszczeniu H

A

 

wskazuje, że kierunek przemieszczenia przyjęty 

na  rys.  a  jest  niewłaściwy.  Ten  wniosek  jest  prawdziwy  tylko  wówczas,  gdy  od-
kształcenia prętów przyjęto zgodnie z kierunkami sił założonymi w równaniach 
statyki
.  

background image

08 Pręty, układy prętów 

98 

Układy prętowe statycznie niewyznaczalne 

 

Zadania  statycznie  niewyznaczalne  charakteryzują  się  tym,  że  liczba 

niewiadomych jest większa od liczby równań statyki. Rozwiązanie zada-
nia  statycznie  niewyznaczalnego  wymaga  ułożenia  dodatkowych  rów-
nań geometrycznych
.  

Równania  geometryczne  buduje  się  wykorzystując  zasadę  nieroz-

dzielności  konstrukcji,  polegającą  na  tym,  że  odkształcona  konstrukcja 
stanowi  w  dalszym  ciągu  jedną  całość  i  tym  samym  odkształcenia  jej 
wszystkich  elementów  są  ze  sobą  powiązane  poprzez  istnienie  więzów 
(przegubów). Równania geometryczne wykorzystując ten fakt są równa-
niami  zawie

rającymi  odkształcenia  wszystkich  elementów  RG  =  f(Δl

i

). 

Przy  wykorzystaniu  prawa  fizycznego  (prawo  Hooke’a),  równanie  geo-
metryczne  przekształca  się  tak,  że  występują  w  nim  siły  wewnętrzne, 
czyli RG = f(S

i

). Równania w tej postaci mogą razem z równaniami staty-

ki tworzyć układ pozwalający na rozwiązanie zadania. 

 

P

RZYKŁAD

 

Dla pręta przedstawionego na rysunku wykonać wykresy sił normalnych, naprężeń 

oraz przemieszczeń poprzecznych przekrojów pręta. Do obliczeń przyjąć następują-
ce dane liczbowe: P = 70 kN, F = 4 cm

2

, a = 0,6 m, E = 2

10

5

 MPa. 

 

Zadanie  jest  jednokrotnie  statycznie  niewyznaczalne

.  Równanie  statyki  musi 

być  uzupełnione  równaniem  geometrycznym,  uwzględniającym  fakt,  że  całkowite 
wydłużenie pręta jest równe zeru. 

 

a

N

L

[kN]

[MPa]

[mm]

P

a

a

F

3F

B

R

R

A

30

40

25

75

100

0,075

0,225

P

R

A

B

R

 

 

Równanie statyki ma postać 

.

P

R

R

,

0

P

R

R

0

P

)

1

(

B

A

B

A



 

Równanie geometryczne przyjmuje, że całkowite wydłużenie pręta jest równe zeru 

.

0

L

)

2

(

 

Korzystając z metody myślowych przekrojów można określić wydłużenie poszczegól-
nych  odcinków,  w  których  dokonano  myślowych  przekrojów.  Dodatkowo  można 
określić dane, potrzebne do wykonanie wykresów wymienionych w temacie zadania. 
Myślowe przekroje przedstawia rysunku. 

background image

08 Pręty, układy prętów 

99 

Przekrój 1–1 

Przekrój 2–2 

Przekrój 3–3 

Przekrój 3–3 

1

1

1

N

R

A

 

R

A

2

2

2

N

 

P

R

A

3

3

N

3

 

 
 
 
 
 
 

B

R

3

N

3

3

 

 

W poszczególnych przekrojach uzyskano: 

Prze

krój 1–1:  

.

F

3

E

a

N

l

,

F

N

,

R

N

1

1

1

1

1

A

1

 

W przekroju 1

–1 siła wewnętrzna N

1

 

jest siłą rozciągającą. Dla uniknięcia konfliktu 

znaków, w pozostałych przekrojach kierunek sił wewnętrznych będzie zgodny z kie-
runkiem  przyjętym  w  przekroju  1–1.  Dzięki  temu  założeniu  znaki  sił  w  pozostałych 
przekrojach należy odnosić do kierunku sił w tym przekroju. 
Prze

krój 2–2: 

.

EF

a

N

l

,

F

N

,

R

N

2

2

2

2

A

2

 

Przekrój 3–3:  

.

EF

a

N

l

,

F

N

,

P

R

N

3

3

3

3

A

3

 

Z równania geometrycznego (2) otrzymuje się 

.

kN

30

70

7

3

P

7

3

R

0

EF

a

)

P

R

(

EF

a

R

EF

3

a

R

,

0

L

L

L

L

A

A

A

A

3

2

1

 

Po  wyznaczeniu 

z  równania  statyki  (1)  reakcji  R

B

  =  P 

–  R

A

 

=  40  kN,  wyznaczyć 

można dane do wykonania wykresów.  Siły  wewnętrzne wynoszą: N

1

  =  N

2

  =  30  kN,  

N

3

 = 30 

– 70 = – 40 kN – na tym odcinku pręt jest ściskany. Naprężenia i wydłużenia 

wynoszą 

,

MPa

100

10

4

40

3

N

,

MPa

100

10

4

30

F

N

,

MPa

25

10

4

3

30

F

3

N

3

3

2

2

1

1

 

.

mm

300

,

0

10

4

10

2

6

,

0

40

EF

a

N

L

,

mm

225

,

0

10

4

10

2

6

,

0

30

EF

a

N

L

,

mm

075

,

0

10

4

10

2

3

6

,

0

30

EF

3

a

N

L

4

5

3

3

4

5

2

2

4

5

1

1

Odpowiednie  wykresy  przedstawiono  na  rys.  2.14.  Dla  sprawdzenia  poprawności 
obliczeń rozpatrzono dodatkowo przekrój 3-3. Warto też sprawdzić równanie geome-
tryczne:  

.

0

300

,

0

225

,

0

075

,

0

l

l

l

l

3

2

1

 

background image

08 Pręty, układy prętów 

100 

P

RZYKŁAD 

 

Dla  prętów  przedstawionych  na  rysunku  wyznaczyć  siły  i  naprężenia  w  prętach 

oraz prze

mieszczenie węzła A. Przyjąć: P = 25 kN, L = 1,2 m, E = 2

10

5

 MPa, A = = 2 

cm

2

Wydzielając  myślowo  przegub  A,  otrzymuje  się  płaski  układ  sił  zbieżnych.  Z  wa-

runków równowagi wynika, że zwroty sił w prętach 2 i 3 muszą być przeciwnie skie-
rowane 

– przyjęto tutaj, że pręt 2 jest ściskany.  

 

P

P

2A

A

A

L

L

0,

5L

x

y

A

A

A

S

1

2

S

3

S

l

1

2

l

3

l

1

2

3

1

A

a)

b)

c)

 

 

Równania statyki (rys. b): 

.

0

cos

S

S

0

)

(

P

)

2

(

,

0

P

sin

S

S

0

)

(

P

)

1

(

3

2

3

1

 

Równanie geometryczne (rys. c): 

.

tg

l

sin

l

y

x

l

)

3

(

2

3

1

 

Ponieważ: tg

 = 0,5l/l = 0,5, 

 = 26,565

 oraz 

obliczając z prawa Hooke’a wydłużenia 

prętów 

cos

EA

2

L

S

l

,

EA

L

S

l

,

EA

L

S

l

1

3

2

2

1

1

równanie geometryczne przekształca się do postaci 

2

3

1

S

2

S

25

,

1

S

)

3

(

Z równań (1)–(3) otrzymuje się S

1

 = 21,8 kN, S

2

 = 6,4 kN, S

3

 = 7,2 kN. 

Naprężenia w prętach

.

MPa

18

10

A

2

S

,

MPa

32

10

A

S

,

MPa

109

10

A

S

3

3

2

2

1

1

 

Przemieszczenie przegubu A

.

mm

68

,

0

19

,

0

65

,

0

,

mm

19

,

0

10

2

10

2

2

,

1

4

,

6

EA

L

S

l

,

mm

65

,

0

10

2

10

2

2

,

1

8

,

21

EA

L

S

l

2

2

A

4

5

2

2

AH

4

5

1

1

AV

 

 
 

background image

08 Pręty, układy prętów 

101 

Naprężenia termiczne 

 

Pod wpływem zmian temperatury elementy konstrukcyjne zmieniają swoje wymia-

ry. Zmianę długości pręta obliczyć można z następującej zależności: 

.

T

L

L

t

 

Współczynnik  rozszerzalności  liniowej 

 

jest  cechą  charakterystyczną  materiału. 

Pręt poddany działaniu temperatury, będący elementem układu prętów, oddziałuje na 
sąsiednie pręty. Całkowite odkształcenie pręta jest sumą odkształcenia termicznego i 
odkształcenia  sprężystego,  wywołanego  siłami  powstałymi  na  skutek  oddziaływania 
sąsiadujących prętów. Odkształcenie to można obliczyć z zależności: 

,

L

L

L

n

t

 

gdzie:  

L

t

  

– wydłużenie termiczne, 

 

L

n

  

– wydłużenie sprężyste, zgodne z prawem Hooke'a. 

Znaczenie znaków w powyższej zależności: 
+

L

t

– 

L

t

 

– wydłużenie związane ze wzrostem temperatury (

T > 0) lub skr

ócenie 

związane z obniżenie temperatury (

T < 0), 

+

L

n

– 

L

n

 

– wydłużenie lub skrócenie, zgodnie ze znakami sił przyjętymi w równa-

niach równowagi, 

P

RZYKŁAD 

 

 

Pręt  o  długości  L  i  polu  powierzchni  A  został  poddany  działaniu  podwyższonej 

temperatury 

T. Obliczyć naprężenia powstałe w pręcie. 

L

R

A

R

T

R

R

R

Superpozycja

Działanie

temperatury

Działanie

siły reakcji

T

 

Pod  wpływem  temperatury,  w  utwierdzeniach  pręta  pojawiają  się  reakcje  R.  Za-

stosowanie zasady superpozycji umożliwia oddzielne rozpatrzenie działania tempera-
tury i reakcji R. Po oswobodzeniu pręta od górnego utwierdzenia, może się on swo-
bodnie wydłużać pod wpływem temperatury i jego wydłużenie wynosi 

.

L

T

T

T

 

W wyniku działania siły, skrócenie pręta wynosi (wg prawa Hooke’a) 

.

EA

L

R

R

 

Ponieważ  zadanie  jest  statycznie  niewyznaczalne,  równanie  geometryczne  ma 

postać 

T

 = 

R

, a stąd 

.

E

T

A

R

,

EA

T

R

,

EA

L

R

L

T

T

T

T

 

Przyjmując dane: L = 1 m, A = 3 cm

2

T = 25

C, 

T

 = 1,2

10

-5

 1/

C otrzymuje się: 

.

MPa

60

10

2

25

10

2

,

1

,

kN

18

10

3

10

2

25

10

2

,

1

R

5

5

1

5

5

 

background image

08 Pręty, układy prętów 

102 

Na

prężenia montażowe 

 

Poszczególne  elementy  dużej,  złożonej  konstrukcji  są  wykonywane  z 

odchyłkami wymiarowymi, założonymi przez konstruktora. W wyniku nie-
korzystnego zbiegu oko

liczności suma tych odchyłek może spowodować 

powstanie 

luzu  montażowego,  który  w  czasie  montażu  konstrukcji  musi 

być  „zlikwidowany”  przez  działanie  dodatkowych  sił.  Powoduje  to  po-
wstanie  w  konstrukcji  dodatkowych  naprężeń,  zwanych  naprężeniami 
montażowymi.  W  krańcowym  przypadku  konstrukcja  mająca  spełniać 
określone zadania (np. przenosić obciążenia) już w czasie montażu mo-
że  ulec  zniszczeniu.  Najczęściej  spotykaną  przyczyną  luzów  montażo-
wych  jest  nieprzestrzeganie  ustalo

nych  warunków  konstrukcyjnych  i 

technologicznych w 

wyniku lekceważenia zasad sztuki inżynierskiej

Należy też wspomnieć, że w pewnych sytuacjach wywołanie naprężeń 

wstępnych jest działaniem celowym, np. w połączeniach śrubowych na-
ciąg wstępny zapobiega odkręcaniu się nakrętek, a w połączeniach koł-
nierzowych zapewnia szczelność połączenia. 

Naprężenia montażowe mogą osiągnąć spore wartości, tak że po do-

daniu obciążenia zapas wytrzymałości może być już niewielki.  

 

P

RZYKŁAD 

 

W konstrukcji podtrzymywanej przez trzy pręty, w trakcie montażu okazało się, że 

środkowy  pręt  został  wykonany  krótszy  o 

  w  stosunku  do  dokumentacji.  Ob

liczyć 

naprężenie w prętach po zmontowaniu konstrukcji. Do obliczeń przyjąć: P = 10 kN, L 
= 1 m, A = 2 cm

2

, E = 2

10

5

 MPa, 

 = 1 mm. 

Równania statyki dla zmontowanej konstrukcji: 

.

N

N

0

a

N

a

N

0

)

C

(

M

,

P

N

N

N

0

P

3

1

3

1

3

2

1



 

Równanie geometryczne (zadanie statycznie niewyznaczalne): 

.

L

L

2

1

 

Zgodnie z prawem Hooke’a:  

.

EA

2

L

N

L

,

EA

L

N

L

1

2

1

1

 

P

L

A

2A

A

a

a

L

A

2A

A

a

a

2

L

L

1

P

N

1

3

N

2

N

C

 

background image

08 Pręty, układy prętów 

103 

Po rozwiązaniu układu 3 równań otrzymuje się: 

.

L

EA

2

P

N

,

L

2

EA

4

P

N

N

2

3

1

 

Rozwiązanie liczbowe uwzględniające trzy sytuacje: 
 

1. Konstrukcja idea

lna, obciążona siłą P (

 = 0). 

 

.

MPa

5

,

12

10

2

2

5

,

kN

5

2

P

N

,

MPa

5

,

12

10

2

5

,

2

,

kN

5

,

2

4

P

N

N

2

2

3

1

3

1

 

 
Znak „-” przy sile N

2

 

oznacza złe założenie kierunku tej siły w równaniu statyki. 

 

2

. Konstrukcja z luzem montażowym, bez obciążenia siłą (P = 0). 

.

MPa

100

10

2

2

40

,

kN

40

L

EA

N

,

MPa

100

10

2

20

,

kN

20

L

2

EA

N

N

2

2

3

1

3

1

 

3. Konstrukcja z luzem monta

żowym, obciążona siłą P. 

.

MPa

5

,

87

10

2

2

35

,

kN

35

5

L

EA

2

P

N

,

MPa

5

,

112

10

2

5

,

22

,

kN

5

,

22

20

5

,

2

L

2

EA

4

P

N

N

2

2

3

1

3

1

 

 
Dla 3. przypadku znajduje potwierdzenie zasada superpozycji