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यूलर-बर्नौली किरण सिद्धांत

1750
  • Leonhard Euler
  • Jacob Bernoulli
Wooden beam model and engineering tools illustrating Euler-Bernoulli Beam Theory in mechanical engineering.

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

संरचनात्मक विश्लेषण में निर्धारण हेतु एक मूलभूत सिद्धांत तनाव भार के अधीन बीमों का विक्षेपण। यह मानता है कि समतल खंड, जो प्रारंभ में बीम के अक्ष के लंबवत होते हैं, झुकने के बाद भी समतल और तटस्थ अक्ष के लंबवत बने रहते हैं। यह सरलीकरण पतले बीमों के लिए अत्यधिक सटीक है, जहाँ अपरूपण विरूपण और घूर्णी जड़त्व के प्रभाव झुकने के प्रभावों की तुलना में नगण्य होते हैं।

यूलर-बर्नौली बीम सिद्धांत, जिसे शास्त्रीय बीम सिद्धांत भी कहा जाता है, पदार्थ यांत्रिकी और संरचनात्मक अभियांत्रिकी का एक महत्वपूर्ण आधार है। इसकी प्राथमिक मान्यता—कि समतल खंड समतल ही रहते हैं—बीम की गहराई में रैखिक विकृति वितरण की ओर ले जाती है। रैखिक प्रत्यास्थ पदार्थों के लिए हुक के नियम के साथ संयुक्त होने पर, यह रैखिक तनाव वितरण में परिणत होता है, जिसमें उदासीन अक्ष पर शून्य तनाव और बाहरी तंतुओं पर अधिकतम तन्य और संपीडन तनाव होते हैं।

यह सिद्धांत प्रत्यास्थ वक्र के शासी अवकल समीकरण को जन्म देता है: [latex]EI frac{d^2w}{dx^2} = M(x)[/latex], जहाँ [latex]E[/latex] है प्रत्यास्थता मापांकयहां, [latex]I[/latex] अनुप्रस्थ काट का द्वितीय क्षेत्रफल आघूर्ण है, [latex]w[/latex] ऊर्ध्वाधर विक्षेपण है, और [latex]M(x)[/latex] बीम के अनुदिश स्थिति [latex]x[/latex] के फलन के रूप में आंतरिक बेंडिंग आघूर्ण है। इस समीकरण को अनुप्रयुक्त भारों और सीमा शर्तों के सापेक्ष समाकलित करके, किसी भी बिंदु पर बीम की ढलान और विक्षेपण निर्धारित किया जा सकता है। यद्यपि गहरे या छोटे बीमों के लिए इसकी कुछ सीमाएँ हैं, फिर भी इसकी सरलता और सामान्य इंजीनियरिंग समस्याओं की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए इसकी सटीकता इसे एक अनिवार्य विश्लेषणात्मक उपकरण बनाती है।

UNESCO Nomenclature: 3313
यांत्रिक इंजीनियरिंग

Type

सार प्रणाली

व्यवधान

संतोषजनक

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

  • कैंटिलीवर बीम की मजबूती पर गैलीलियो का कार्य
  • हुक का प्रत्यास्थता नियम
  • न्यूटन के गति के नियम और कैलकुलस
  • जैकोब बर्नौली का इलास्टिका वक्र पर किया गया कार्य

आवेदन

  • भवनों और पुलों में बीमों का प्रारंभिक डिजाइन
  • विमान के पंखों का विश्लेषण (प्रथम अनुमान के रूप में)
  • शाफ्ट और लीवर जैसे यांत्रिक घटकों का डिजाइन
  • अधिक उन्नत बीम सिद्धांतों (जैसे, टिमोशेंको बीम सिद्धांत) का आधार
  • पदार्थों के यांत्रिकी को पढ़ाने के लिए एक शैक्षिक उपकरण

पेटेंट:

NA

संभावित नवाचार विचार

  • software for rapid prototyping of mechanical linkages
  • छात्रों के लिए एक इंटरैक्टिव वेब ऐप, जिसके माध्यम से वे विभिन्न भारों और सीमा शर्तों के तहत बीम के विक्षेपण को देख सकते हैं।
  • अधिकतम कठोरता-से-भार अनुपात के लिए बीमों के अनुप्रस्थ काट के आकार को अनुकूलित करने का एल्गोरिदम
  • a tool for analyzing microelectromechanical systems (एमईएमएस) where beam-like structures are common
  • गैर-इंजीनियरों के लिए आर्किटेक्चरल सॉफ्टवेयर के भीतर एक सरलीकृत विश्लेषण मॉड्यूल
  • बीम सिद्धांत पर आधारित संगीत वाद्ययंत्रों के लिए कंपन विश्लेषण उपकरण
  • बीम सिद्धांत के सिद्धांतों पर आधारित पतले स्तंभों में बकलिंग की भविष्यवाणी करने की एक विधि
  • हड्डियों या पौधों के तनों जैसी जैविक संरचनाओं का विश्लेषण
  • विषमदैशिक गुणों को समाहित करने वाला मिश्रित सामग्री बीमों के लिए एक डिज़ाइन उपकरण
  • ऊष्मीय विस्तार के तहत पाइपलाइनों के व्यवहार का विश्लेषण करने के लिए एक सरलीकृत मॉडल
संबंधित विषय: यूलर-बर्नौली बीम सिद्धांत, बीम सिद्धांत, पदार्थ यांत्रिकी, संरचनात्मक यांत्रिकी, विक्षेपण, झुकाव, तनाव, प्रत्यास्थता, सिविल इंजीनियरिंग, यांत्रिक इंजीनियरिंग।

ऐतिहासिक संदर्भ

यूलर-बर्नौली किरण सिद्धांत

-250
-500
1750
1788
1834
1850
1850
1850
-500
1700
1761
1807-01-01
1850
1850
1850

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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