Перейти к публикации

Мачтовый подъемник


Рекомендованные сообщения

Расчет мачтового подъемника.

1. Для оперативной организации связи (чрезвычайные ситуации, труднодоступность местности), был разработан многосекционный мачтовый подъемник. Развертывание мачты осуществляется подъемными канатами через полиспастный механизм.

Исходные данные при проектировании подъемника: высота подъема 32 м, максимальная скорость ветра – 30 м/сек. Ограничивались углы отклонения антенн от заданного направления при ветре.

Цель расчетов: обеспечение работоспособности установки.

post-9446-1291796394_thumb.png

Общий вид установки

2. Расчет проводился в 2 этапа:

- этап 1. Просчитывались варианты подъемника (в статике) при различной высоте подъема и различном направлении приложения ветровой нагрузки. Использовалась параметрическая балочная модель (log file). Элементы beam189 – 4084 шт, link10 – 50 шт, MPC184 – 122 шт, prets179 – 4 шт. Обводные ролики для канатов моделировались балками длинами, соответствующими радиусам роликов (такое упрощение возможно, поскольку поворот роликов при расчете незначительный).

post-9446-1291795892_thumb.png post-9446-1291796036_thumb.png

post-9446-1291796053_thumb.png post-9446-1291796064_thumb.png

Балочные модели подъемника

Цель расчета:

- подбор основных параметров секций и балок из условия обеспечения общей прочности конструкции;

- определения нагрузок в шарнирных соединениях (для уточненного прочностного расчета) и определение натяжения канатов на разной высоте подъема при разном направлении ветровой нагрузки;

- определение перемещений верхушки мачты при ветровой нагрузке;

- определение усилия натяжения растяжек для обеспечения заданных ограничений в отклонении верхушки мачты от заданного направления;

- определение частот собственных колебаний мачты.

Ветровая нагрузка рассчитывалась по ГОСТ 1451-77.

-этап 2. Уточненный прочностной расчет элементов мачты (рама, выносные опоры, отдельные секции в сборе) на основании нагрузок в шарнирных соединениях (полученных на этапе 1) для различных направлений ветровой нагрузки и различной высоты подъема с целью обеспечения местной прочности металлоконструкции.

Элементы solid95 и shell93, targe170, conta174.

Для улучшения сходимости, в шарнирных соединениях между узлом оси (master nodes) и узлам соответствующей поверхности (slave nodes) командой RBE3 ограничивалась степень свободы в осевом направлении.

post-9446-1291796084_thumb.png

Пример КЭ модели рамы (балки - shell93, проушины solid95)

4. Результаты расчета.

На основании расчетов были подобраны сечения балок, положение и размер усиливающих накладок, усиления на стыках балок. Напряжения в элементах конструкции не превосходят предел текучести.

post-9446-1291796104_thumb.png post-9446-1291796112_thumb.png post-9446-1291796118_thumb.png

Распределение напряжений в элементах конструкции

5. Полученные результаты.

Опытные образцы установки с конца 2009 года проходят испытания в реальных условиях.

post-9446-1291796367_thumb.png

Установка в железе

Прочность металлоконструкции обеспечивается.

Угол отклонения мачты от заданного направления при ветре находится в заданном диапазоне.

Утверждено ConcursusMMX

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
  • 1 месяц спустя...


Интересно было бы узнать, на что был реально направлен расчет... ведь дата выхода ANSYS12.1 - конец 2009, судя по посту с 2009 года уже железки где-то стоят. Наверное какое-нибудь внесение изменений в конструкцию, или сначала забыли на что-то рассчитать..

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

но железа многовато

ага :) можно было на аэростате поднимать :) всё равно есть удерживающие тросы (или троса?)

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Работа интересная, но железа многовато для подобного механизма.

Пиканиски постройней будут:). Хотя на мачте приличная наветренная площадь.
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Пиканиски постройней будут:). Хотя на мачте приличная наветренная площадь.

Ладно тут прикапываться хорошая работа.

Интересно только, процесс поднимания тоже расчитовался или только определённые положения?

5 с мой стороны.

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Ещё меня смущает большая длина тросов. После приложения (а потом снятия) нагрузки они подвержены короблению, скручиванию. Т.е. троса должны постоянно находиться в натянутом состоянии.

Изменено пользователем Атан
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Т.е. троса должны постоянно находиться в натянутом состоянии

Ну можно поставить кабельный барабан, моторный или подпружиненный, скорее первое.
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Ещё меня смущает большая длина тросов. После приложения (а потом снятия) нагрузки они подвержены короблению, скручиванию. Т.е. троса должны постоянно находиться в натянутом состоянии.

При складывании растяжки наматываются на барабаны. Провисания практически нет (или небольшое).
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Да и не забывайте, что всегда есть личный состав, который надо чем-то занять.

:)

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Интересно было бы узнать, на что был реально направлен расчет... ведь дата выхода ANSYS12.1 - конец 2009, судя по посту с 2009 года уже железки где-то стоят. Наверное какое-нибудь внесение изменений в конструкцию, или сначала забыли на что-то рассчитать..

Утож. Начиналось считаться в ANSYS11, закончилось в 12.0. А вот для конкурса ндостающие картинки делались совсем недавно.

ага :) можно было на аэростате поднимать :) всё равно есть удерживающие тросы (или троса?)

Гы-гы. И обеспечить максимальный угол отклонения 1.5 градуса от начального направления при порывах ветра. А исчё после приезда на место через 15 минут организовать связь.

Интересно только, процесс поднимания тоже расчитовался или только определённые положения?

В балочной модели рассматривались положения с шагом по высоте от 1 до 0.5 метра. Потом для элементов консрукции выбрались наиболее нагруженные положения и пошел утоненный расчет.

Скока не искал, не нашел боль мень приемлимого способа моделирования полиспастного механизьму

Ещё меня смущает большая длина тросов. После приложения (а потом снятия) нагрузки они подвержены короблению, скручиванию. Т.е. троса должны постоянно находиться в натянутом состоянии.

На приводе подъема стоит червяк, отключение привода происходит концевыми выкючателями. Так что подъемные канаты всегда находятся в слегка натянутом состоянии. А растяжки намотаны на барабаны со своими приводами и там контролируется минимальное натяжение.
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Использовалась параметрическая балочная модель (log file). Элементы beam189 – 4084 шт, link10 – 50 шт, MPC184 – 122 шт, prets179 – 4 шт.

Ну культура налицо...

А как оно вообще поднимается? Сводятся две нижние ноги?

Кстати, когда на нем флаг висит, да еще под ветром болтается - может ли установка раскачаться?

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Кстати, вот щас задумался: на третьем рисунке показана установка в собранном состоянии, сравнив его с первым рисунком я сделал вывод - мачна подъемника в собраном состоянии будет выше роста человека.

Вопрос: когда прийдется снять/одеть флаг удобно ли туда залезть и темболее слезть? Это надеюсь делается не через крышу кунга)

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

А как оно вообще поднимается? Сводятся две нижние ноги?

Кстати, когда на нем флаг висит, да еще под ветром болтается - может ли установка раскачаться?

Есть 2 подъемных каната, которые "сдавливают" конструкцию. В начале подъема, когда плечи маленькие, канат еще дополнительно выталкивает нижнюю секцию. На картинке изобразил примерную запасовку каната (пунктиром).

post-30050-1295697345_thumb.jpg post-30050-1295699539_thumb.jpg

А под ветром она хорошо болтается. Метра на 3 в сторону может улетать. Чтобы не болталась и существуют растяжки, которые при подъеме синхронно разворачиваются. Хотя и без них мачта хорошо себя чувствует.

Изменено пользователем Юзверь
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Кстати, вот щас задумался: на третьем рисунке показана установка в собранном состоянии, сравнив его с первым рисунком я сделал вывод - мачна подъемника в собраном состоянии будет выше роста человека.

Вопрос: когда прийдется снять/одеть флаг удобно ли туда залезть и темболее слезть? Это надеюсь делается не через крышу кунга)

Думаю эта картинка ответит на вопрос.

post-30050-1295699337_thumb.jpg

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Круто. Чуть со стула не упал.

В расчетах использована конструкторская мат.модель или строили в ансис?

Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

В расчетах использована конструкторская мат.модель или строили в ансис?

Была задача прочностного расчета, в том числе при ветре. Конструкторской модели не было, только примерные размеры и форма балок. Поэтому с самого начала делался лог-файл. Параметризировано было всё: сечения балок, все размеры в т.ч. высота мачты, нагрузки. Были просчитаны как минимум 5 разных вариантов мачты (6 и 7 секций; разная запасовка каната; разная геометрия балок секций).
Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете опубликовать сообщение сейчас, а зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, войдите в него для написания от своего имени.
Примечание: вашему сообщению потребуется утверждение модератора, прежде чем оно станет доступным.

Гость
Ответить в тему...

×   Вставлено в виде отформатированного текста.   Вставить в виде обычного текста

  Разрешено не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отобразить как ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставить изображения напрямую. Загрузите или вставьте изображения по ссылке.

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу.




×
×
  • Создать...