Строповое ухо под боковой нагрузкой

[cser 2]

Доброго времени суток! Уже давно не могу найти правильный подход к проблеме. Вот есть изделие поднимаемое за 4 уха на стропах. Стропы сходятся в одной точке. Уши вдоль строп НЕ повёрнуты. Нагрузка есть во всех трёх направлениях.. Методики по расчёту ушей с боковой нагрузкой нигде не нашёл. В книге [Майнсков В.Н. Расчёт и проектирование проушин. 2011] вообще написано:

Цитата

Боковое
нагружение силой Pz, нормальной к плоскости проушины, не характерно для
подобных соединений. Кроме того, сила Pz может вызвать существенные
напряжения лишь на закреплённом конце, т.е. на некотором удалении от
заштрихованной зоны

Упруго-пластический расчёт в SolidWorks не сходится. В реальности говорят, что уши видели погнутыми. Т.е. получается, что гнутье ушей при подъёме - это норма. Но как определить разрушающую нагрузку на это ухо? Как убедиться что оно на линии изгиба не поломается?

Изменено 5 июля 2021 пользователем cser

[cser 2]

Решение за конструкторами, хотя формально, конечно, они не имеют права использовать конструкцию, которая "не проходит" по моему расчёту.

[миталник 97]

3 часа назад, cser сказал:

M₂=24000 · 114 · 6 / 100 · 16²=855МПа (8550кг/см²)

Что-то у меня немного не столько получилось, но всё равно согнётся.

 

32 минуты назад, cser сказал:

Решение за конструкторами

Так пусть решают! Не надо у них хлеб отнимать!

 

3 часа назад, cser сказал:

А какую методику то порекомендуете по расчёту области вблизи отверстия

Выше уже говорили считать худший случай, когда сила действует по оси уха. В этом случае  нагрузку принимает наименьшее сечение (100-Ф45). Даже если ухо будет сделано радиусом, то в любом другом положении нагрузки (Fz+Fx) одна часть сечения за отверстием сохранится, а  вторая часть будет увеличиваться.

Похоже, что здесь нужно решать по конкретной ситуации - усиление уха, применение спец. траверсы и т.п.

[cser 2]

Это условная рама, чтобы разговор был более предметным, используется швеллер 20У, между ушами 16П, продольное расстояние между ушами 4000мм, поперечное - 3000мм. Считаем массу с оборудованием на нижних швеллерах 10197кг, вертикальное усилие на одно ухо G/4=(4/3 · 1.2 · 10197 · 9.81)/4=40 000Н (4/3 - коэффициент неравномерности нагрузки на стропы, 1.2 - коэффициент динамичности, бывает и больше, максимальный угол между стропами 90°, т.е. стропы сходятся на высоте 2500мм относительно отверстий ушей)

Пример рамы.STEP

Изменено 13 июля 2021 пользователем cser

[Кварк 126]

05.07.2021 в 08:18, cser сказал:

Уши вдоль строп НЕ повёрнуты

А почему их нельзя повернуть?

Я в свое время так и сделал на похожем блок-боксе.

[jtok 814]

Как вам такой вариант?

Пластину t=6...8мм, 200х200 с отв ф60 приварить к швеллеру. Ничего не торчит, надёга.

Скрытый текст

 

34 минуты назад, cser сказал:

коэффициент неравномерности нагрузки на стропы

И это, считайте вариант, когда будет всего три стропа.

А лучше два. Т.е на одно ухо - половина веса с оборудованием.

Изменено 13 июля 2021 пользователем jtok

[Кварк 126]

4 часа назад, jtok сказал:

А лучше два.

Этого не может быть геометрически: обязательно третья стропа подключится.

[AlexArt 278]

34 минуты назад, cser сказал:

 Считаем массу с оборудованием на нижних швеллерах 10197кг, вертикальное усилие на одно ухо G/4=(4/3 · 1.2 · 10197 · 9.81)/4=40 000Н

Это что такая метода расчёта вертикальной нагрузки? Какая-то нелепица. Если так положено по методике, дайте ссылку.

Чую, что в силовом расчёте вынакосячили.

[jtok 814]

Только что, Кварк сказал:

обязательно третья стропа подключится

Если не оторвется

[Кварк 126]

4 часа назад, jtok сказал:

Если не оторвется

Это не расчетный случай.

[cser 2]

41 минуту назад, миталник сказал:

Выше уже говорили считать худший случай, когда сила действует по оси уха. В этом случае  нагрузку принимает наименьшее сечение (100-Ф45). Даже если ухо будет сделано радиусом, то в любом другом положении нагрузки (Fz+Fx) одна часть сечения за отверстием сохранится, а  вторая часть будет увеличиваться.

Получается так:
допускаемое напряжение растяжения [σ]=σ_Т/1.5=345/1.5=230 МПа

допускаемое напряжение среза [τ]=0.6 · [σ]=0.6 · 230=138 МПа

общее усилие F=√(32²+24²+40²)=57кН

напряжение растяжения σ=57000/(100-45) · 16=64 МПа≤230МПа - хорошо
напряжение среза τ=57000/((45-45/2) · 16)=158МПа, превышает 138 МПа - не хорошо
но на срез тут, вроде, не одно, а два сечения работают, но они не равномерно загружены будут, Вы как тут поступаете?
Верно?

4 минуты назад, Кварк сказал:

А почему их нельзя повернуть?

Я в свое время так и сделал на похожем блок-боксе.

На древнем блоке развернутые боком к центру, приваренные к платику на квадратной вертикальной трубе, а сейсас не попадается - почему так перестали делать - не знаю

[Кварк 126]

4 часа назад, cser сказал:

На древнем блоке развернутые боком к центру, приваренные к платику на квадратной вертикальной трубе, а сейсас не попадается - почему так перестали делать - не знаю

А Зачем Вам знать это? У нас тоже были вертикальные уши для стандартных блок-боксов. Там, видимо, прочнистами было посчитано.

А этот блок был нестандартный и я решил развернуть ухо. Никто не возразил. Хотя заказчики были нефтянка: Газпром или Транснефть - не помню.

[cser 2]

7 минут назад, AlexArt сказал:

Это что такая метода расчёта вертикальной нагрузки? Какая-то нелепица. Если так положено по методике, дайте ссылку.

Чую, что в силовом расчёте вынакосячили.

РД 26-18-77-88 п.3.9 - коэффициенты динамичности и неравномерности нагрузки (там коэффициент неравномерности Кс=1.3≈4/3, в других источниках обратный коэффициент неравномерности K=0.75=3/4≈1/1.3, ещё где-то видел, что нагрузка на четырехветвевой строп считается как буд-то нагружено только 3 стропа из 4-х - т.е. везде этот коэффициент одинаковый)
Eсли считать, что конструкция симметричная, то вертикальная нагрузка делится на 4, горизонтальные компоненты усилия на ухе находятся по геометрии.

[cser 2]

Цитата

Как вам такой вариант?

Пластину t=6...8мм, 200х200 с отв ф60 приварить к швеллеру. Ничего не торчит, надёга.

Такое только на нижней части рамы видел. В последней модели обшивка ещё будет, так не получится.
Хотя если появится уверенность, что ухо пропускать нельзя и чёткие критерии какое ухо пропускать можно - там до чего угодно может дойти: и до косынок и до расширения уха.

[jtok 814]

1 час назад, cser сказал:

Такое только на нижней части рамы видел. В последней модели обшивка ещё будет, так не получится

Ну и ладно. Я ваще стандартные контейнеры юзаю, и крепю стропы к стандартным угловым фитингам.

Скрытый текст

 

[миталник 97]

2 часа назад, cser сказал:

Вы как тут поступаете?

Что-то я не очень понял рассуждения. Смотрим так: минимальная площадь по отверстию (10-4,5)*1,6=8,8кв.см. Берём "по науке" из Анурьева допускаемое напряжение на растяжение для Ст.3 900*8,8=7920кг. Такую нагрузку выдержит ухо. Т.е. запас солидный. При повороте стропа усилие увеличится, но и сечение "через" ухо увеличится. Бояться нужно изгибов, о которых говорил выше. Если ковыряться в дебрях, то в местах изгиба есть срез, но он очень незначительный. На плече 114мм им можно пренебречь, тем более, что сложение растяжения и среза геометрическое.

Мне всегда было непонятно требование строительных норм считать три стропа! Если уж считать, то два. Но при нормальном изготовлении четырёхветвевой строп компенсирует неточности  и натяжение ветвей бывает примерно равномерное. Строп по ГОСТ 58753-2019, рис. 4, левый. Или сложнее - рис. 5.

Неплохо бы сделать уши в месте приварки не 100, а побольше (этакая трапеция), заранее согнуть или наклонно приварить под направление стропа. А если наклон невозможен по каким-то причинам, а пользоваться нужно часто, сделать траверсу.

Во! Пока бегал между делом про расширение уже написали...

Изменено 13 июля 2021 пользователем миталник

[cser 2]

2 миталник:
А, т.е. нагрузка считается переменной? Ладно, я другого не понимаю:

- максимальная нагрузка на растяжение (10-4,5)*1,6*900=7920кг - это понятно;
- максимальная нагрузка на срез 2*3.0*1.6*500=4800кг - получается меньше, почему же мы срез игнорируем?
Срез имеется в виду по двум плоскостям:

И я не уверен что надо на 2 плоскости среза считать, потому что у Яцкова "Методика расчёта такелажной оснастки", например, считают на одну, наверное, из-за неравномерности нагрузки

[миталник 97]

3 часа назад, cser сказал:

почему же мы срез игнорируем?

Я думал и писал про срез в местах изгиба. А про такой срез даже никогда не задумывался. Обычно, если на растяжение выдерживает, то этого достаточно.

Порассуждаем над этим срезом. Если упирание оси в отверстии не на весь диаметр, а на маленьком участке, то срез будет всё равно по двум плоскостям, просто длина этих плоскостей будет меньше. В данном предельном случае 45-0,5Д=22,5, где Д - диаметр отверстия. Опять же по Анурьеву: 4,5*1,6*2*500=7200кг, где 500 - допускаемое напряжение на срез Ст.3. Примерно, как и для растяжения. Напряжения взяты для пульсирующего вида нагрузки, который и есть на ушах.

Кстати, только что обнаружил в своих архивах Майнскова. Никогда не пользовался и не предполагал, что открою. Там на рисунке 4 именно такой срез  (вырыв).

[Fedor 1 597]

Просверлите дырку ниже, чтобы гарантированно забыть о срезе. Допускаемые напряжения среза меньше чем допускаемые на растяжение  

[миталник 97]

15 минут назад, миталник сказал:

4,5*1,6*2*500=7200кг

Что-то не то насчитал. 22,5*1,6*2*500=3600кг. Разница солидная! Фёдор дело предлагает, если не хватает прочности.

[soklakov 1 475]

10.07.2021 в 10:03, миталник сказал:

Это не я доказываю, а наука сопромат говорит.

сопромат - наука неточная, гуманитарная.