Tubu quadratu VS tubu rettangulare, quale forma hè più resistente?
A differenza di prestazione tràtubu rettangulareètubu quadratuin l'applicazioni ingegneristiche deve esse analizatu in modu cumpletu da parechje perspettive meccaniche cum'è a forza, a rigidità, a stabilità è a capacità portante.
1. Forza (resistenza à a flessione è à a torsione)
Resistenza à a flessione:
Tubu rettangulare: Quandu hè sottumessu à un caricu di flessione longu a direzzione di u latu longu (direzzione di l'altezza), u mumentu d'inerzia di a sezione hè più grande, è a resistenza à a flessione hè significativamente megliu cà quella di u tubu quadratu.
Per esempiu, a resistenza à a flessione di un tubu rettangulare di 100 × 50 mm in a direzzione di u latu longu hè più alta di quella di un tubu quadratu di 75 × 75 mm.
Tubu quadratu: U mumentu d'inerzia hè u listessu in tutte e direzzione, è a prestazione di flessione hè simmetrica, ma u so valore hè generalmente più chjucu di quellu di a direzzione di u latu longu di u tubu rettangulare sottu a listessa area di sezione trasversale.
Cunclusione: Sè a direzzione di u caricu hè chjara (cum'è a struttura di a trave), u tubu rettangulare hè megliu; sè a direzzione di u caricu hè variabile, u tubu quadratu hè più equilibratu.
Forza di torsione:
A custante di torsione di u tubu quadratu hè più alta, a distribuzione di a tensione di torsione hè più uniforme, è a resistenza à a torsione hè megliu cà quella di u tubu rettangulare. Per esempiu, a resistenza à a torsione di u tubu quadratu di 75 × 75 mm hè significativamente più forte chè quella di u tubu rettangulare di 100 × 50 mm.
Cunclusione: Quandu u caricu torsionale hè duminante (cum'è l'arburu di trasmissione), i tubi quadrati sò megliu.
2. Rigidità (capacità anti-deformazione)
Rigidità à a flessione:
A rigidità hè proporzionale à u mumentu d'inerzia. I tubi rettangulari anu una rigidità più alta in a direzzione di u latu longu, chì hè adatta per scenarii chì anu bisognu di resiste à a deflessione unidirezionale (cum'è e travi di u ponte).
I tubi quadrati anu una rigidità bidirezionale simmetrica è sò adatti per carichi multidirezionali (cum'è e colonne).
Cunclusione: I requisiti di rigidità dipendenu da a direzzione di u caricu. Sceglite tubi rettangulari per i carichi unidirezionali; sceglite tubi quadrati per i carichi bidirezionali.
3. Stabilità (resistenza à a curvatura)
Increspatura lucale:
I tubi rettangulari anu di solitu un rapportu larghezza-spessore più grande, è e parti à pareti sottili sò più propensi à l'instabilità lucale, in particulare sottu carichi di compressione o di taglio.
I tubi quadrati anu una megliu stabilità lucale per via di a so sezione trasversale simmetrica.
Instabilità generale (instabilità d'Euler):
U caricu di buckling hè ligatu à u raghju minimu di girazione di a sezione trasversale. U raghju di girazione di i tubi quadrati hè u listessu in tutte e direzzione, mentre chì u raghju di girazione di i tubi rettangulari in a direzzione di u latu cortu hè più chjucu, rendenduli più propensi à buckling.
Cunclusione: I tubi quadrati sò preferiti per i membri di compressione (cum'è i pilastri); se a direzzione di u latu longu di u tubu rettangulare hè vincolata, pò esse cumpensata da u disignu.
4. Capacità portante (carichi assiali è cumminati)
Compressione assiale:
A capacità portante hè ligata à l'area di a sezione trasversale è à u rapportu di snellezza. Sottu a listessa area di sezione trasversale, i tubi quadrati anu una capacità portante più alta per via di u so raghju di girata più grande.
Carica cumminata (cumpressione è flessione cumminate):
I tubi rettangulari ponu prufittà di u layout ottimizatu quandu a direzzione di u mumentu di flessione hè chjara (cum'è u caricu verticale nantu à u latu longu); i tubi quadrati sò adatti per i mumenti di flessione bidirezionali.
5. Altri fattori
Utilizzazione di u materiale:
I tubi rettangulari sò più efficienti è risparmianu materiali quandu sò sottumessi à piegatura unidirezionale; i tubi quadrati sò più ecunomichi sottu carichi multidirezionali.
Cunvenienza di cunnessione:
A causa di a simmetria di i tubi quadrati, e cunnessione di i nodi (cum'è a saldatura è i bulloni) sò più simplici; i tubi rettangulari devenu cunsiderà a direzionalità.
Scenarii d'applicazione:
Tubi rettangulari: travi di custruzzione, bracci di gru, chassis di veiculi (direzzione di carica chjara).
Tubi quadrati: colonne di custruzzione, capriate spaziali, telai meccanichi (carichi multidirezionali).
Data di publicazione: 28 di maghju di u 2025
