Минутка сопромата: прочность трубы и прутка

[alex-avr2.livejournal.com]

Еще обучаясь в университете приходилось слышать байку о том, что якобы прочность трубы на изгиб больше, чем прочность прутка такого же диаметра. Слышал потом еще пару раз это утверждение, от совершенно разных людей. Решил поискать в интернете и выяснилось, что это действительно довольно распространенный миф.

Чтобы убедиться в мифичности данного утверждения взглянем на формулы расчета момента сопротивления для трубы и прутка:


Очевидно, что при любом не нулевом внутреннем диаметре трубы ее момент сопротивления будет меньше, чем у прутка такого же внешнего диаметра. В общем-то это и без формул понятно интуитивно.

Вероятно основой для этого мифа послужил тот факт, что при одинаковой площади сечения труба действительно прочнее прутка. Удивляет то, насколько он распространен, причем зачастую среди людей тем или иным образом связанных с темой.

Comments

[kvarkki.livejournal.com]

Естественно пруток прочнее, но есть вот такой интересный эффект:

Недорогие велосипедные спицы это просто пруток с постоянной толщиной в большинстве случаев диаметром 2,0 мм.
Нормальные велосипедные спицы это пруток переменной толщины: например посередине спицы 1,8 мм, а на концах 2,0 мм. То есть тот же пруток, но с которого убрано немного материала в середине спицы.

Итак: более тонкая велоспица (2,0-1,8-2,0) ломается РЕЖЕ, чем спица сплошной толщины. Это не легенда, а проверенный факт. Материал спиц одинаков и гомогенный.
Меня впечатлил факт, но когда я узнал причину, стало всё ясно.

[alex-avr2.livejournal.com]

Их специално шлифуют в средней части? Чтобы убрать деффекты?

[kvarkki.livejournal.com]

Какая технология для снижения толщины используется я не знаю, но причина не в свойствах материала. Допустим, что он гомогенный и одинаковый для обеих моделей спиц. Причина только в конструкции - геометрии.

[edroovna.livejournal.com]

А имеет значение, в каком месте ломается?

[kvarkki.livejournal.com]

По сути это и есть ответ. Спица сплошной толщины деформируется на концах и поэтому там и ломается.

[boud.livejournal.com]

Кто газку на урале хоть раз поддавал по грунту, тот причину знает.

[roquefort-tln.livejournal.com]

спица работает на чистое растяжение основной длиной, на одном конце крючок, работающий на изгиб-срез, на другом - резьба. Вполне логично, что для равнопрочности можно серединку и утончить.

[kvarkki.livejournal.com]

Дело не в том, что "можно утончить", а что это снижение толщины снижает вероятность поломки спицы.