«U» против «n» ориентации профилей каналов: почему разница в силе?

Например, меры металлической ленты могут быть расширены и оставаться прямыми, когда вы находитесь в ориентации «u», но сжиматься наоборот.

Я предполагаю, что тот же феномен состоит в том, что металлические стеллажи имеют листовой металл сверху и фланцы снизу, а не сверху.

Почему это?

Я догадываюсь : это из-за направления сжатия / растяжения и коробления. Поскольку сжимаемый длинный кусок материала, скорее всего, изгибается, чем короткий кусок. В одной ориентации изгиб может произойти только тогда, когда стенки прогибаются по всей их высоте, но в другой ориентации сжатие действует по всей длине канала?

Приветствуются как здравый смысл, так и математический подход; Я предполагаю, что формулы хорошо установлены, используя значения «момента инерции» для профилей пучка или аналогичные.

Ты прав.

Участок канала в ориентации "u" или "n", очевидно, асимметричен вокруг своей поперечной оси x. Это означает, что его центроид не расположен в средней точке его высоты. Вместо этого центроид будет ближе к своей паутине, чем к отверстию.

$y$

Используя ваш пример металлической рулетки, открытая рулетка без других опор будет вести себя как консоль, вращение которой зафиксировано на «устье» рулетки. Поэтому он будет испытывать отрицательный изгибающий момент (сжатие снизу).

Поскольку рулетка очень тонкая, она более чувствительна к короблению из-за сжатия, чем к простому разрушению из-за растяжения. Поэтому, чтобы избежать изгиба, вы хотите, чтобы ваша рулетка имела ориентацию "u", что уменьшит сжимающие напряжения и увеличит растягивающие напряжения. В n-ориентации напряжения инвертированы, с низким напряжением и высоким сжатием (и, следовательно, более низким сопротивлением изгибу).