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定義
i/hセクションの慣性モーメントは、下の図に示すように、総面積が三つの小さいもの、A、B、Cに分割されている場合に見つけることができます。 しかし、フランジが等しいので、より簡単な組み合わせは(A+B+C+2V)-2Vとすることができます。:I_X=\frac{b h^3}{12}-\frac{(b-t_w)(h-2t_f)3 3}{12}
ここで、hはセクションの高さ、bはフランジの幅、tfはフランジの厚さ、twはウェブの厚さです。
i/Hセクションの慣性モーメントiyは、重心y-y軸に対するもので、次のように求められます。
i/Hセクションの慣性モーメントiyは、重心y-y軸に対:p>
I_Y=\frac{(h-2t_f)t_w^3}{12}+2\frac{t_f b^3}{12}
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parallel axes theorem
任意の非重心軸に関する任意の形状の慣性モーメントは、最初の軸に平行な重心軸に関する慣性モーメントが既知であれば見つけるこ いわゆる平行軸の定理は、次の式で与えられます:
I’=I+a d^2
ここで、I’は任意の軸に対する慣性モーメントであり、iは重心軸に対する慣性モーメントであり、最初の軸に平行であり、dは二つの平行軸間の距離であり、形状の面積は2b t_f+(h-2t_f)t_wであり、等しいフランジを有するI/hセクションの場合である。慣性Ixyの積に対して、平行軸定理は同様の形式をとります。
慣性Ixyの積に対して、平行軸定理は同様の形式をとります。
:
I_{xy’}=I_{xy}+a d_{x}d_{y}
ここで、Ixyは重心x、y(対称性のためにi/Hセクションでは=0)に対する慣性の積であり、Ixy’は重心x、yに平行な軸に対する慣性の積であり、それぞれd_{x}およびd_{y}からのオフセットを持つ。
回転軸
軸x、yのあるシステムから角度φだけ回転した別のシステムu、vへの慣性モーメントの変換には、以下の式が使用されます:split i_X+I_Y}{2}+\frac{i_X-I_Y}{2}\cos{2\varphi}-I_{xy}\sin{2\varphi}\I_V&=\frac{i_X+I_Y}{2}+\frac{I_X-I_Y}{2}\cos{2\varphi}-I_{xy}\sin{2\varphi}\i_V&=\frac{I_X+I_Y}{2}\cos{2\varphi}-I_{xy}\sin{2\varphi}\i_V&=\frac{I_X+I_Y}{2}\cos{2\varphi}-I_{xy}\sin{2\varphi}\i_V div I_X-I_Y}{2}\cos{2\varphi}+i_{xy}\sin{2\varphi}\I_{Uv}&=\frac{I_x-I_y}{2}\sin{2\varphi}+I_{xy}\cos{2\varphi}\end{split}
ここで、ix、iyの慣性モーメント初期軸とixyについて慣性の積。 Iu、IvおよびIuvは、回転された軸u、vのそれぞれの量である。 Xとyも対称軸であるため、重心x、y軸について等しいフランジを持つI/Hセクションの慣性Ixyの積はゼロです。
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主軸
主軸では、元の重心x、yに対して角度θだけ回転すると、慣性の積はゼロになります。 このため、形状の任意の対称軸も、主軸である。 主軸に関する慣性モーメントI_I,I_{II}は、慣性の主モーメントと呼ばれ、座標系の任意の回転角度に対する最大および最小のものです。 等しいフランジを持つI/Hセクションの場合、xとyは対称軸であり、したがって、それらは形状の主軸を定義します。 その結果、IxとIyは慣性の主要な瞬間です。
寸法
慣性モーメント(面積の第二のモーメント)の寸法は^4です。物理学では慣性モーメントという用語は異なる意味を持っています。
慣性質量モーメント
物理学では慣性モーメントという用語は別の意味を持 これは、軸を中心とするオブジェクト(または複数のオブジェクト)の質量分布に関連しています。 これは、軸を中心とする形状の面積、一般的には断面の特性として、通常工学分野(このページでも)で与えられる定義とは異なります。 面積の第二の瞬間という用語は、この点でより正確であるようです。
アプリケーション
慣性モーメント(第二のモーメントまたは面積)は、たわみに対するビームの剛性を記述するためにビーム理論で使用されます(ビーム曲 断面に適用される曲げモーメントMは、次の式で慣性モーメントと関連づけられます:ここで、Eはヤング率、材料の特性、およびσ適用された荷重によるビームの曲率である。
M=E\times I\times\kappa
M=E\times I\times\kappa
M=e\times I\times\kappa
M=e\times I\times\kappa ビーム曲率θは、ビームのたわみの程度を表し、縦ビーム軸xに沿ったビームたわみw(x)の観点から、\kappa=\frac{d^2w(x)}{dx^2}として表すことができます。 したがって,前者の式から,ある曲げモーメントMをビーム断面に印加すると,発達した曲率は慣性モーメントIに反比例することがわかる。 ビーム長に対する曲率を積分すると、x軸に沿ったある時点でのたわみもIに反比例する必要があります。
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