Изгиб конструкции

[Игорь Николаев 3]

Добрый день.

 

Можете подтвердить или опровергнуть мои знания? Имеется сварная конструкция, представляющая по форме С-образный корпус. Сварен из листов. На разжим приложено усилие. При расчете в Solidworks на статику получаем какие-то результаты на изгиб. Но основной вопрос в том, что величина изгиба только зависит от площади конструкции в поперечном сечении? Ни от разности используемых материалов? Они дают только коэффициент запаса прочности?

[maxx2000 687]

Ветерок, переведи.

Edited August 14 by maxx2000

[vasillevich68 701]

 абырвалг

Edited August 14 by vasillevich68

[Jesse 976]

5 часов назад, Игорь Николаев сказал:

При расчете в Solidworks на статику получаем какие-то результаты на изгиб. Но основной вопрос в том, что величина изгиба только зависит от площади конструкции в поперечном сечении?

только от площади результаты зависят когда растяжение. 
при изгибе есть такая геом. характеристика момент инерции сечения. Так вот, от него зависит изгиб в первую очередь. Если помножить ещё на модуль Юнга, то получаем величину под названием "жёсткость балки при изгибе".

Для пролётных конструкций и оболочек посложней, но похоже. - т там цилиндрическая жесткость

5 часов назад, Игорь Николаев сказал:

Ни от разности используемых материалов?

вы сами прочитали что написали7
Если речь про механическая хар-ки типа модуля Юнга, то да - от этого тоже зависит_))

Edited August 14 by Jesse

[Игорь Николаев 3]

6 часов назад, Jesse сказал:

Ни от разности используемых материалов?

В этой фразе получается не дописал, что материал всегда сталь, только различается химическим составом: от обыкновенной углеродистой до легированной стали.

[vik_q 148]

22 минуты назад, Игорь Николаев сказал:

В этой фразе получается не дописал, что материал всегда сталь, только различается химическим составом: от обыкновенной углеродистой до легированной стали.

Ну вот. Осталось сделать ещё один шажок, и понять какие свойства меняются у стали в зависимости от хим состава.

[Игорь Николаев 3]

В ГОСТе на прокат повышенной прочности (ГОСТ 19281-2014) указывают только пределы текучести, прочности, удлинение и ударная вязкость. Модуль Юнга (упругости) для сталей, как пишет гугл, для стали варьируется только в пределах 200-220.

[AlexKaz 1,848]

13 часов назад, Игорь Николаев сказал:

основной вопрос в том, что величина изгиба только зависит от площади конструкции в поперечном сечении? Ни от разности используемых материалов? Они дают только коэффициент запаса прочности?

Упругое поведение монолитной конструкции зависит только от модуля Юнга, коэффициента Пуассона, формы поперечных сечений профилей, листов и т.п., плюс формы самой конструкции и граничных условий запрепления. Меняете форму профиля - меняется прогиб. Меняете Юнг - меняется прогиб. Меняете Пуассон - меняется прогиб. Заменяете один материал на другой - меняется прогиб. т.к. в новом материале другие Юнг и Пуассон.

 

Прочность - это общая характеристика химсостава, термообработки, истории деформирования заготовки и ФОРМЫ заготовки.

 

Откройте любую книгу по сопротивлению материалов.

Edited August 15 by AlexKaz

[Игорь Николаев 3]

42 минуты назад, AlexKaz сказал:

Упругое поведение монолитной конструкции зависит только модуля Юнга, коэффициента Пуассона, формы поперечных сечений профилей, листов и т.п., плюс формы самой конструкции. Меняете форму профиля - меняется прогиб. Меняете Юнг - меняется прогиб. Меняете Пуассон - меняется прогиб. Заменяете один материал на другой - меняется прогиб. т.к. в новом материале другие Юнг и Пуассон.

У меня выбор только из легированной стали, соответственно модули Юнга и Пуассона не меняются? Общую форму я тоже поменять не могу. Остается только поперечное сечение?

Edited August 15 by Игорь Николаев

[Jesse 976]

34 минуты назад, Игорь Николаев сказал:

У меня выбор только из легированной стали, соответственно модули Юнга и Пуассона не меняются? Общую форму я тоже поменять не могу. Остается только поперечное сечение?

Если хим состав разный у сталей,,то при  одном и том же прогибе будут одинаковые напряжения: одна сталь выдержит эти напряжения, другая может не выдержать. Поэтому надо смотреть в сторону прочности, т.е. какой предел текучести у сталей. 

[AlexKaz 1,848]

2 часа назад, Игорь Николаев сказал:

Остается только поперечное сечение?

В общем случае, да; в листовине - это изменение толщины листов, например. Вы бы показали задачу визуально.

[Orchestra2603 241]

2 hours ago, Игорь Николаев said:

У меня выбор только из легированной стали, соответственно модули Юнга и Пуассона не меняются?

Меняется очень слабо. В инженерных расчетах практически всегда можно использовать E= 2.1 * 10^11 Pa, nu = 0.3. Бывает экзотика конечно, но мне не кажется, что это ваш случай.

 

Но вот на максимальную нагрузку, которую может выдержать конструкция (как писал выше @Jesse), влияет куча факторов, и тут выбор материала, хим состаава, механической, термической и другой обработки и.т.д. влияет сильно! Это в свою очередь, если мы говорим про балочные и обололчеченые конструкции, сказывается скорее на максимальной кривизне при изгибе (т.е. не прямо так на величине изгибных перемещений в мм, хотя косвенно и на это тоже), при достижении которой начинаются процессы разрушения.

 

2 hours ago, Игорь Николаев said:

Остается только поперечное сечение?

Очень сложно понять, а каком вообще сечении идет речь. Покажите конструкцию в каком-то виду. В целом, выбрав сечение с бОльшим моментом сопротивления, вы, грубо говоря, можете достичь более высокой кривизны до разрушения.

16 hours ago, Игорь Николаев said:

получаем какие-то результаты на изгиб

непонятно, какие результаты вы рассматриваете

 

Вы опишите нормально задачу. Какая конструкция, какие граничные условия, какая нагрузка, что вы хотите получить/посмотреть/проверить. Тогда разговор пойдет лечге.

Edited August 15 by Orchestra2603

[Игорь Николаев 3]

Надо изготовить новый корпус, сваренный из листов. Общая форма корпуса - С-образная. Сверху крепятся два гидроцилиндра, которые зажимают изделие, усилие зажатия - 400 тонн. Закреплен корпус снизу. Оригинальный корпус весит 8,6 тонн. По расчету методом конечных элементов в solidworks при выборе легированной стали выдает результат на изгиб - 6,1 мм. С некоторыми элементами, увеличенными по ширине вес получился 8990 кг, изгиб в этом случае - 5,3 мм.  

Построил полнотелую модель и выполнил аналогичный расчет. Программа выдала максимальный изгиб - 0,8 мм. 

 

Задача: достичь максимально приближенного значения изгиба 0,8 мм изменением конструктивных элементов корпуса, но общая масса не должна быть выше в итоге 10,5 тонн. 

 

Я провел сравнительный анализ при добавлении новых элементов и сравнении процента увеличения массы к проценту уменьшения изгиба. Самый результативный - это добавление промежуточной плиты, В этом случае при 4% увеличения массы получаем 27% уменьшения прогиба. 

 

 

Edited August 15 by Игорь Николаев

[maxx2000 687]

@Игорь Николаев одну боковую стенку(крышку) привари, работает как струна, там прочность запредельная получится.

Ну и опять же. какая фигура самая жёсткая? Равносторонний треугольник. Расположи рёбра жёсткости под углом 60 градусов. А облегчить всегда можно напилив окон в перегородках.

Edited August 15 by maxx2000

[Игорь Николаев 3]

5 минут назад, maxx2000 сказал:

одну боковую стенку(крышку) привари

Это какую стенку(крышку) надо приварить? На рисунке передняя стенка скрыта, чтобы показать внутренности.

[maxx2000 687]

@Игорь Николаев хоть переднюю, хоть заднюю, можешь попробовать её не глухой сделать, а с окном для доступа. Главное привари её к корпусу.

Ну и почему схема именно С, почему не портал на 4 колоннах? преса 400 тонники практически все портальные.

Edited August 15 by maxx2000

[Игорь Николаев 3]

Т.е. еще поверх стенки(крышки) приварить одну плиту?

[maxx2000 687]

или сделать её толще, или утопить заподлицо

[jtok 850]

21 минуту назад, Игорь Николаев сказал:

Т.е. еще поверх стенки(крышки) приварить одну плиту?

Лучше в середину еще одну плиту

[vasillevich68 701]

5 часов назад, Игорь Николаев сказал:

но общая масса не должна быть выше в итоге 10,5 тонн

что-то биполярным расстройством попахивает

Если не стоит задача сделать максимально тяжелый пресс, то зачем закладывать толстенный материал там, где эта толщина даст минимум эффекта обеспечения жесткости???