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/ Piper's Pit BBS/FTP: ibm 0020 - 0029 / ibm0020-0029 / ibm0028.tar / ibm0028 / STATTUT.ZIP / S06.CHN (.txt) < prev    next >
Encoding:
Turbo Pascal Chain module  |  1987-10-26  |  46.4 KB  |  360 lines

  1. DATA AREA FOR BUILDEXE FOLLOWS
  2. GBIGTURBO - Large Code Model. Copyright (c) 1985 by TurboPower Software.
  3. "All Rights Reserved. Version 1.08D
  4. 0123456789ABCDEFLL
  5. module: 
  6.  procedure: 
  7.  called from 
  8. module:  0
  9. 1Out of BIGTURBO stack space or no modules loaded.
  10. 3Attempting to call routine in uninitialized module.
  11. 3Invalid FarIncoming pointer or corrupt module code.
  12. Program error - code 
  13.  in FarOutgoing.
  14. Error while calling module: 
  15. , procedure: 
  16.  from module 
  17.  lb/ft
  18. lb/ft
  19. lb/ft
  20. LabwP
  21. GSelect the dimensions and loading of the beam within the limits shown.\
  22. !   Length of beam    : 0 to 24 ft
  23. !   Distance a        : 0 to 22 ft
  24. ?   Distance b        : Greater than distance a, less than 24 ft
  25. $   Distributed load  : 0 to 25 lb/ft
  26. "   Concentrated load : 0 to 250 lb
  27. VALUES
  28. ,Dimension b must be greater than dimension a
  29. "Dimension L must be greater than b
  30. Loading must be non-zero
  31. 8.  Please enter new values that meet the criteria below:
  32. 1OK. This is the beam and loading you have chosen.
  33. \_REACTIONS_
  34. <\We note that for this loading the reactions at A and B are 
  35. ?vertical.  We first compute the reaction at B using the entire 
  36. beam as a free body.
  37. 2\About what point do you wish to sum moments? ~[=]
  38. YOUR CHOICE [A or B]
  39. >\Before writing ~
  40. ~MA = 0, we will compute the resultant of 
  41. Athe distributed load and show the resultant at the center of the 
  42. ,rectangle representing the distributed load.
  43. %\The value of the resultant is wa = (
  44.  /+/-/
  45.  /+/-/
  46. 7Choosing counterclockwise moments as positive, we write
  47. ~MA = 0: ~[=] (
  48.  lb) ( ~[======]  ft)  ~[=] (
  49.  lb) ( ~[======]  ft )`
  50. )~ ~  ~       ~[=] RB ( ~[======]  ft) = 0
  51. VALUES
  52. %&We shall solve this equation for RB.
  53.      RB = 
  54.      RB = ~[======] lb
  55. YOUR ANSWER
  56. 6To compute the reaction at A, we sum the y components.
  57. ~Fy = 0:   RA - P - wa + RB = 0
  58. C&~ ~ ~          RA - ~[======] lb - ~[======] lb + ~[======] lb = 0
  59. VALUES
  60. &&We can now calculate the value of RA.
  61.      RA = ~[======] lb
  62. VALUE OF RA
  63.      RA = 
  64. V (lb)
  65. CONSTRUCTION OF SHEAR DIAGRAM
  66. HStarting at the left support we will compute the shear at the following 
  67. points:
  68. B    Just to the right of the support at A    (this is equal to RA)
  69. )    At the end D of the distributed load 
  70. 7    Just to the left of point E where load P is applied
  71. 8    Just to the right of point E where load P is applied
  72. B    Just to the left of the support at B     (this is equal to RB)
  73. 6_Shear just to the right of A:_  (This is equal to RA)
  74. \     VA = RA = + ~[======] lb
  75. VALUE
  76.      VA = 
  77. D_Shear at the end of distributed load:_  We consider the portion of 
  78. /the beam to the left of point D as a free body.
  79. ~Fy = 0:  RA - (Distributed load between A and D) - VD = 0
  80. +\     ~[======] lb - ~[======] lb - VD = 0\
  81. VALUES
  82. Solving, we find
  83.      VD = 
  84. ?Between A and D the loading is uniformly distributed, therefore
  85. \     dV/dx = -q = constant
  86. >\The slope of the V diagram is constant, which means that the 
  87. 7diagram is a straight line for the portion from A to D.
  88. C_Shear just to the left of point E:_  Since the beam is not loaded 
  89. 'between D and E, the shear is constant.
  90. ?\The shear diagram in portion DE is a horizontal straight line 
  91. and we have:
  92. \ Shear to the left of E = 
  93. >_Shear just to the right of point E:_  Subtracting the load P 
  94. 3from the shear just to the left of point E, we have
  95. \Shear to the right of E = (
  96.  lb) - ~[======]  lb
  97. VALUE
  98. Solving, we have VE = 
  99. <_Shear to the left of support at B:_  Since the beam is not 
  100. 9loaded between E and B, the shear is constant. The shear 
  101. ?diagram from E to B is a horizontal straight line, and we have 
  102.  VB = 
  103. -\_Construction of the bending moment diagram_
  104.     M (lb
  105. =\Since dM/dx = V, the maximum moment will occur at the point 
  106. where V = ~[======]
  107. ANSWER
  108. 2Which of the following statements is correct? ~[=]
  109. 2\1. Maximum bending moment occurs between A and D.
  110. '\2. Maximum bending moment occurs at E.
  111. YOUR ANSWER [1 or 2]
  112. 7We locate F by determining the distance xm.  Since the 
  113. triangles are similar, we have
  114. %&        xm        (~[=======] - xm)`
  115. !     ~[=======]        ~[=======]
  116. VALUES
  117. <Since these quotients are equal, they are also equal to the 
  118. <quotient obtained by adding, respectively, their numerators 
  119. and denominators, we find:
  120. \        xm        
  121.      
  122. `     
  123.      
  124.      
  125.         xm        
  126.      
  127.      
  128. Solving for xm, we have
  129. \     xm = ~[======]
  130. VALUES
  131. We find
  132.      xm = 
  133. ;Since the area under a shear diagram between two points is 
  134. ;equal to the change in bending moment between the same two 
  135. >points, we will compute the area of each portion of the shear 
  136. diagram.
  137. )Complete the following area calculations:
  138.      A1 = (0.5) (
  139.  lb) (~[======]  ft)`
  140.      A2 = (0.5) (
  141.  lb) (~[======]  ft)`
  142.      A3 = (
  143.  lb) (~[======]  ft)`
  144.      A4 = (
  145.  lb) (~[======]  ft)
  146. VALUES
  147. @The shear diagram crosses the horizontal axis under the load P. 
  148. :The maximum bending moment occurs at point E where load P 
  149. is applied.
  150. 4Compute the area of each part of the shear diagram.\
  151.  A1 = 0.5 (
  152.  lb) (~[======]  ft)`
  153.  A3 = (
  154.  lb) (~[======]  ft)`
  155.  A4 = (
  156.  lb) (~[======]  ft) `
  157. VALUES
  158. _BENDING MOMENT DIAGRAM_
  159. ;&We recall that the moment at each end of the beam is zero 
  160. and plot these two points.
  161. ;&Since the area of the shear diagram between two points is 
  162. ?equal to the change in the bending moment between the same two 
  163. points, we write
  164. _For points A and F:_
  165. \     MF - MA = A1 \
  166. '     MF - ~[======] = ~[======]  lb~
  167. _For points A and D:_
  168. \     MD - MA = A1 \
  169. '     MD - ~[======] = ~[======]  lb~
  170. VALUES
  171.      MF = 
  172. _For points F and D:_
  173. \     MD - MF = A2 \
  174. '     MD - ~[======] = ~[======]  lb~
  175. VALUES
  176.      MD = 
  177. _For points D and E:_
  178. \     ME - MD = A3 \
  179. }'     ME - ~[======] = ~[======]  lb~
  180. VALUES
  181.      ME = 
  182. |B_For points E and B:_  (Since we already know MB = 0, we use this 
  183. to check our calculations)
  184.      MB - ME = A4&
  185. 4{'     MB - ~[======] = ~[======]  lb~
  186. VALUES
  187.      MB = 
  188. z#MB = 0, the computations check out.
  189. y9The moment diagram is now drawn by connecting the points 
  190. you have determined.
  191. _From A to F and then to D:_
  192. _From A to D:_
  193. x@\Since the V diagram is an oblique straight line, the M diagram 
  194. tx7is a parabola with its vertex at the maximum moment MF.
  195. #v@\Since the V diagram is an oblique straight line, the M diagram 
  196. u;is a parabola.  As the shear decreases, the slope of the M 
  197. diagram decreases.
  198. _From D to E:_
  199. tB\Since the V diagram is a horizontal straight line, the M diagram 
  200. s<is an oblique straight line joining the points representing 
  201. MD and ME.
  202. _From E to B:_
  203. r=\Again, the V diagram is a horizontal straight line, and the 
  204. r&M diagram is an oblique straight line.
  205. r=You have completed the construction of the shear and bending 
  206. moment diagrams.
  207. |kAThe edge ~A of a half section of pipe of weight ~W and radius ~r 
  208. rests on a horizontal floor.\
  209. k=In order to keep the edge ~B of the section a fraction of an 
  210. jAinch off the floor, a hook attached to a cable has been inserted 
  211. |j?under the edge and a force ~P is being applied to the cable in 
  212. 6j5a direction forming an angle ~
  213.  with the horizontal.\
  214. qc@After selecting the values of ~W, ~r, ~
  215. , and of the coefficient
  216. -cC of static friction ~
  217. s between the pipe section and the floor, we 
  218. bD propose to determine the required force ~P and the reaction at ~A.\
  219. bBWe also propose to check whether the pipe section can actually be 
  220. Db"maintained in the position shown.\
  221. a@\Select the values of ~W (from 10 to 1000 lb), ~r (from 2 to 30 
  222. a>in.), ~
  223.  (from 0.00 to 90.0~
  224. ), and ~
  225. s (from 0.00 to 0.900).\
  226. fffff
  227. VALUES
  228. #]:We choose as a free body the pipe section and the portion 
  229. \.of cable BD which is in contact with the pipe.
  230. \D&The forces applied to that free body are the weight ~W of the pipe 
  231. Z\.section, the force ~P, and the reaction at ~A.
  232. \@&How many components should we use to represent the reaction at 
  233. [    A? ~[===]
  234. YOUR ANSWER
  235. 0[=These components are the normal component N and the friction 
  236. force F.
  237. T?Can we express the friction force ~F in terms of ~N?  In other 
  238. words, can we write 
  239.      F = (
  240. ) N ?  ~[===]
  241. That's right!  
  242. S%Wrong!  The correct answer is _NO_.  
  243. pS6The product of the coefficient of static friction ~
  244. 3S@and the normal component N represents the _maximum value_ Fm of 
  245. R@the static-friction force F.  This value is reached when motion 
  246. is impending.
  247. RA\Since we do not know whether motion is impending in the present 
  248. >R>situation, we cannot replace F by Fm.  However, after we have 
  249. Q=determined F _from the equilibrium equations_ we shall check 
  250. Q4that the value obtained for F is not larger than Fm.
  251. KQCWe shall write the equations expressing the equilibrium conditions 
  252. of the free body.
  253. PC&Can we write an equation involving only one of the unknown forces 
  254. ~P, ~F, or ~N? ~[===] 
  255. HPA&Will this equation involve components or moments ? ~[==========]
  256. O9About which of the points shown in the free-body diagram 
  257. O$should we compute the moments ? ~[=]
  258. A/B/C/D/E/
  259. YOUR ANSWER [A, B, C, D, or E]
  260. We write therefore\
  261. /+/-/
  262. cos/sin/
  263. ~MA = 0:  ~[=] (P ~[===] ~
  264. ) (DE) ~[=] (P ~[===] ~
  265. ) (AE)  
  266. ~[=] W(AC) = 0   (1)\
  267. FM$SIGNS AND S for SINE OR C for COSINE
  268. L5We shall now determine the distances AC, DE, and AE:\
  269.       AC = ~[======] in  `
  270. K,      DE = ( ~[======] in) cos ~[======] ~
  271. KD      AE = AC + CE = ~[======] in + ( ~[======] in) sin ~[======] ~
  272. VALUES
  273. J&Carrying out the computations, we find
  274.      DE = 
  275.       AE = 
  276. AC = 
  277. AE = 
  278. DE = 
  279. H=      + (P cos ~
  280. )(DE) + (P sin ~
  281. )(AE) - W(AC) = 0     (1) \
  282. qHMSubstituting these values and the selected data into Equation (1), we write \
  283. 3GP + (P cos ~[======] ~
  284. ) ( ~[======] in) + (P sin ~[======] ~
  285. ) ( ~[======] in) `
  286. F& - ( ~[======] lb)( ~[======] in)  = 0
  287. VALUES
  288.      + (P cos 
  289. ) + (P sin 
  290.  lb)(
  291. (E     in) = 0 
  292. D%We shall solve this equation for ~P. 
  293.  P = 
  294.  P = ~[======] lb
  295. ANSWER
  296. We now write the equation \
  297. ~Fx = 0:  F - P cos(~
  298. ) = 0 \
  299. BJSolving this equation for ~F and substituting the numerical data, we have\
  300. A&   F = ( ~[=====] lb) cos ~[======] ~
  301. VALUES
  302. We find F = 
  303. We now write the equation `
  304. ~Fy = 0:   N - W + P sin ~
  305.  = 0 \
  306. ?JSolving this equation for ~N and substituting the numerical data, we have\
  307. >7   N = ~[======] lb - ( ~[=======] lb) sin ~[======] ~
  308. VALUES
  309. We find N = 
  310. <!Is our solution complete? ~[===] 
  311. That's right!  
  312. Wrong!  
  313. ;HOur solution is _incomplete_ because we still have to check whether the 
  314. ;Jfriction force ~F that we have computed can actually be developed between 
  315. A;.the floor and the edge ~A of the pipe section.
  316. :HIn other words, we have to make sure that the value found for ~F is not 
  317. :Glarger than the maximum value ~Fm of the static-friction force at that 
  318. d::point  (see Sec. 8.2 of _Vector Mechanics for Engineers_.)
  319. 9NThe maximum value of the static-friction force is obtained by multiplying the 
  320. 9Gnormal component ~N of the reaction at ~A by the coefficient of static 
  321. friction ~
  322. 8$     Fm = ~[======] ( ~[======] lb) 
  323. VALUES
  324. We find Fm = 
  325. 6EAfter comparing the values obtained for ~F and ~Fm, indicate whether 
  326. 6: our solution is valid (V) or not valid (N)  ~[=========] 
  327. Valid/Not valid/
  328. YOUR ANSWER
  329. 5;We thus conclude that the pipe section _can_ be maintained 
  330. |5Cin the position shown and that the values found for ~P, ~F, and ~N 
  331. are correct.
  332. 5GWe suggest that you try the same problem again, with the same data for 
  333. 40~W, ~r, and ~
  334. s, but with an angle ~
  335.  less than 
  336. Do you want to do so? ~[===]
  337. 4;We thus conclude that the pipe section _can_ be maintained 
  338. 3Cin the position shown and that the values found for ~P, ~F, and ~N 
  339. are correct.\
  340. @3EAfter comparing the values obtained for ~F and ~Fm, indicate whether 
  341. 27our solution is valid (V) or not valid (N) ~[=========]
  342. Valid/Not Valid/
  343. YOUR ANSWER
  344. 24 We thus conclude that the pipe section _cannot_ be 
  345. 1?maintained in the position shown and that the values found for 
  346. P, F, and N are _incorrect_.
  347. (1CThe pipe section will slide to the left with an accelerated motion.
  348. 0BThus, the pipe section is not in equilibrium and _the equilibrium 
  349. equations cannot be used_.
  350. ^0DThe problem becomes a problem of _Dynamics_, which should be solved 
  351. 0Fby the method given in Chapter 16 of _Vector Mechanics for Engineers_ 
  352. /W, taking into account the fact that ~F is now equal to the kinetic-friction force ~F~k.
  353. 0/GWe suggest that you try the same problem again, with the same data for 
  354. .2~W, ~r, and ~
  355. s, but with an angle ~
  356.  larger than 
  357. Do you want to do so? ~[===]
  358. SETUPJUMPTABLE FOLLOWS
  359. FARCALLHANDLER FOLLOWS
  360.