WikiDer > Список секундных моментов площади

Ниже приводится список секундных моментов площади некоторых форм. В второй момент площади, также известный как момент инерции области, является геометрическим свойством области, которое отражает то, как ее точки распределены относительно произвольной оси. В единица измерения размерности второго момента площади - это длина в четвертой степени, L⁴, и его не следует путать с момент инерции массы. Однако, если деталь тонкая, момент инерции массы равен удельной площади, умноженной на момент инерции площади.

Вторые моменты площади

Учтите, что в следующих уравнениях:

${ displaystyle I_ {x} = iint _ {A} y ^ {2} dxdy}$

и

${ displaystyle I_ {y} = iint _ {A} x ^ {2} dxdy}$.

Описание	Фигура	Момент инерции площади	Комментарий
Закрашенная круглая область радиуса р		${ displaystyle I_ {x} = { frac { pi} {4}} r ^ {4}}$ ${ displaystyle I_ {y} = { frac { pi} {4}} r ^ {4}}$ ${ displaystyle I_ {z} = { frac { pi} {2}} r ^ {4}}$ [1]	${ displaystyle I_ {z}}$ это Полярный момент инерции.
An кольцо внутреннего радиуса р1 и внешний радиус р2		${ displaystyle I_ {x} = { frac { pi} {4}} left ({r_ {2}} ^ {4} - {r_ {1}} ^ {4} right)}$ ${ displaystyle I_ {y} = { frac { pi} {4}} left ({r_ {2}} ^ {4} - {r_ {1}} ^ {4} right)}$ ${ displaystyle I_ {z} = { frac { pi} {2}} left ({r_ {2}} ^ {4} - {r_ {1}} ^ {4} right)}$	Для тонких трубок ${ Displaystyle г эквив г_ {1} примерно г_ {2}}$ и ${ Displaystyle r_ {2} Equiv r_ {1} + t}$. Итак, для тонкой трубки ${ displaystyle I_ {x} = I_ {y} приблизительно pi {r} ^ {3} {t}}$. ${ displaystyle I_ {z}}$ это Полярный момент инерции.
Заполненный круговой сектор угла θ в радианы и радиус р относительно оси, проходящей через центр тяжести сектора и центр круга		${ displaystyle I_ {x} = left ( theta - sin theta right) { frac {r ^ {4}} {8}}}$	Эта формула верна только для 0 ≤ ${ displaystyle theta}$ ≤ ${ displaystyle 2 pi}$
Закрашенный полукруг с радиусом р относительно горизонтальной линии, проходящей через центр тяжести площади		${ displaystyle I_ {x} = left ({ frac { pi} {8}} - { frac {8} {9 pi}} right) r ^ {4} приблизительно 0,1098r ^ {4 }}$ ${ displaystyle I_ {y} = { frac { pi r ^ {4}} {8}}}$ [2]
Закрашенный полукруг, как указано выше, но относительно оси, коллинеарной с основанием		${ displaystyle I_ {x} = { frac { pi r ^ {4}} {8}}}$ ${ displaystyle I_ {y} = { frac { pi r ^ {4}} {8}}}$ [2]	${ displaystyle I_ {x}}$: Это следствие теорема о параллельной оси и тот факт, что расстояние между осями x предыдущей и этой оси равно ${ displaystyle { frac {4r} {3 pi}}}$
Закрашенная четверть круга с радиусом р с осями, проходящими через базы		${ displaystyle I_ {x} = { frac { pi r ^ {4}} {16}}}$ ${ displaystyle I_ {y} = { frac { pi r ^ {4}} {16}}}$ [3]
Закрашенная четверть круга с радиусом р с осями, проходящими через центроид		${ displaystyle I_ {x} = left ({ frac { pi} {16}} - { frac {4} {9 pi}} right) r ^ {4} приблизительно 0,0549r ^ {4 }}$ ${ displaystyle I_ {y} = left ({ frac { pi} {16}} - { frac {4} {9 pi}} right) r ^ {4} приблизительно 0,0549r ^ {4 }}$ [3]	Это следствие теорема о параллельной оси и тот факт, что расстояние между этими двумя осями равно ${ displaystyle { frac {4r} {3 pi}}}$
Заполненный эллипс радиус которого по Иксось а и радиус которого по уось б		${ displaystyle I_ {x} = { frac { pi} {4}} ab ^ {3}}$ ${ displaystyle I_ {y} = { frac { pi} {4}} a ^ {3} b}$
Закрашенная прямоугольная область с шириной основания б и высота час		${ displaystyle I_ {x} = { frac {bh ^ {3}} {12}}}$ ${ displaystyle I_ {y} = { frac {b ^ {3} h} {12}}}$ [4]
Закрашенная прямоугольная область, как указано выше, но относительно оси, коллинеарной с основанием		${ displaystyle I_ {x} = { frac {bh ^ {3}} {3}}}$ ${ displaystyle I_ {y} = { frac {b ^ {3} h} {3}}}$ [4]	Это результат теорема о параллельной оси
Дупло прямоугольник с внутренним прямоугольником шириной б1 и чей рост час1		${ displaystyle I_ {x} = { frac {bh ^ {3} -b_ {1} {h_ {1}} ^ {3}} {12}}}$ ${ displaystyle I_ {y} = { frac {b ^ {3} h- {b_ {1}} ^ {3} h_ {1}} {12}}}$
Заполненная треугольная область с шириной основания б, высота час и смещение верхней вершины аотносительно оси, проходящей через центроид		${ displaystyle I_ {x} = { frac {bh ^ {3}} {36}}}$ ${ displaystyle I_ {y} = { frac {b ^ {3} h-b ^ {2} ha + bha ^ {2}} {36}}}$ [5]
Заливанная треугольная область, как указано выше, но относительно оси, коллинеарной с основанием		${ displaystyle I_ {x} = { frac {bh ^ {3}} {12}}}$ ${ displaystyle I_ {y} = { frac {b ^ {3} h + b ^ {2} ha + bha ^ {2}} {12}}}$ [5]	Это следствие теорема о параллельной оси
Угол с равными ножками, обычно используемый в инженерных приложениях		${ displaystyle I_ {x} = I_ {y} = { frac {t (5L ^ {2} -5Lt + t ^ {2}) (L ^ {2} -Lt + t ^ {2})} { 12 (2л-т)}}}$ ${ Displaystyle I _ {(ху)} = { гидроразрыва {L ^ {2} т (л-т) ^ {2}} {4 (т-2L)}}}$ ${ displaystyle I_ {a} = { frac {t (2L-t) (2L ^ {2} -2Lt + t ^ {2})} {12}}}$ ${ displaystyle I_ {b} = { frac {t (2L ^ {4} -4L ^ {3} t + 8L ^ {2} t ^ {2} -6Lt ^ {3} + t ^ {4}) } {12 (2л-т)}}}$	${ displaystyle I _ {(xy)}}$ это часто неиспользуемое произведение инерции, используемое для определения инерции с вращающейся осью
Заполненный правильный шестиугольник с длиной стороны а		${ displaystyle I_ {x} = { frac {5 { sqrt {3}}} {16}} a ^ {4}}$ ${ displaystyle I_ {y} = { frac {5 { sqrt {3}}} {16}} a ^ {4}}$	Результат действителен как для горизонтальной, так и для вертикальной оси, проходящей через центроид, и, следовательно, также действителен для оси с произвольным направлением, проходящей через начало координат.

Теорема о параллельной оси

Теорема о параллельных осях может использоваться для определения второго момента площади твердого тела вокруг любой оси, учитывая момент инерции тела относительно параллельной оси, проходящей через центр масс объекта, и расстояние по перпендикуляру (d) между осями.

${ displaystyle I_ {x '} = I_ {x} + Ad ^ {2}}$

Смотрите также

• Список моментов инерции
• Список центроидов
• Полярный момент инерции

Рекомендации