Рассчет металлической четыреугольной конструкции

[Artkom 0]

На верхнею металлическую плиту наносится момент вращения вокруг оси, который проходит через точку А. Точка А смещена от центра плиты (точка В). Нижняя плитка прикреплена и не вращается.

Как можно рассчитать размер сечения балок, чтобы при вращающем моменте сгибание было минимальным, меньше 0,5 мм. Балки имеют разные сечения.

[karachun 2 038]

МКЭ.

http://cccp3d.ru/forum/34-динамика-и-прочность/

Делаете модель, считаете, смотрите перемещения и деформации, меняете конструкцию и считаете снова.

Изменено 1 июля 2019 пользователем karachun

[karachun 2 038]

@Artkom Вот буквально на днях скручивали торсион всем сообществом, Ваша задача будет по проще.

http://cccp3d.ru/topic/95451-кручение-квадратного-торсиона-в-марке/

 

[Artkom 0]

Добрый день! Мне надо это вырешать не в программе, а по формулам от руки. Может какой -либо учебник посоветуете?

[Jesse 958]

1 час назад, Artkom сказал:

прикреплена

как минимум надо знать как плита к балкам крепится. сварка там, или крепёж?

[Artkom 0]

Обе стороны балок за счет Болтового крепежа к плитам.

Изменено 1 июля 2019 пользователем Artkom

[karachun 2 038]

@Artkom У Вас на картинке "табуретка" низенькая - длинна балок не такая большая относительно размеров узлов креплений - возможно теория здесь даст большую погрешность, ну и ее еще надо найти.

Показать содержимое  

Hide  

[ANT0N1DZE 178]

Только что, Artkom сказал:

Может какой -либо учебник посоветуете?

попробуйте учебник по сопротивлению материалов Феодосьева, например

[Artkom 0]

Спасибо!

 

[Jesse 958]

ну чтоб вручную посчитать, надо внешний момент, приложенный к плите, свести к центру сечения ножки  сначала.. тут будет совместное действие изгиба и кручения, которые можно независимо рассматривать по идее..) вас соотв-но прогибы интересуют <0,5, значит только изгиб считаете

[Artkom 0]

Я не понимаю ход действий. Нужно разделить Момент М на количество балок и потом делить на растояние до балки, чтобы вырешать изгиб? Или надо применить Момент М на каждую балку в отдельности, определяя какая первая согнется больше нужного размера?

[Алексей SHM 24]

        Крутящий момент, приложенный к верхней плите, действует на всю плиту одинаково, независимо от точки приложения. «Свести» момент к другой точке можно было бы при наличии передачи (ременной, зубчатой или иной). Здесь же момент приложен к твердому телу.

        Рассчитывать надо на кручение единое сечение, состоящее из 8-ми прямоугольников. Вот здесь надо будет моменты инерции и сопротивления пересчитывать для оси приложения момента, так как в справочниках они приводятся для оси симметрии прямоугольника. Изгиба в чистом виде здесь нет. Линейное смещение точек у основания плит происходит из-за углового поворота верхней плиты относительно нижней.

        Рассчитать можно на возможное перемещение (поворот) конкретное сечение с реальными размерами для конкретного крутящего момента, т. е. провести проверочный расчет. Если выходит за допустимое, то изменение размеров сечений или крутящего момента и опять проверочный расчет.

[Artkom 0]

Спасибо за ответ.

34 минуты назад, Алексей SHM сказал:

Рассчитывать надо на кручение единое сечение, состоящее из 8-ми прямоугольников.

Почему восемь прямоугольников, так как балок четыре.

 

40 минут назад, Алексей SHM сказал:

Рассчитать можно на возможное перемещение (поворот) конкретное сечение с реальными размерами для конкретного крутящего момента, т. е. провести проверочный расчет. Если выходит за допустимое, то изменение размеров сечений или крутящего момента и опять проверочный расчет.

Это я и хотел бы сделать.

К, сожалению, какой ход действий, я не понимаю какую силу надо применить. Каждую в отдельности, а потом сложить их вместе?

[Борман 2 375]

8 часов назад, Artkom сказал:

момент вращения вокруг оси, который проходит через точку А.

Момент не имеет точки приложения. Только направление.

 

8 часов назад, Artkom сказал:

На верхнею металлическую плиту наносится момент вращения вокруг оси, который проходит через точку А. Точка А смещена от центра плиты (точка В). Нижняя плитка прикреплена и не вращается.

Как можно рассчитать размер сечения балок, чтобы при вращающем моменте сгибание было минимальным, меньше 0,5 мм. Балки имеют разные сечения.

Все балки работают одинаковым образом. В конечном итоге нужно максимизировать сумму моментов инерции сечений балок вокруг определенных осей.

Задача методическая.

Изменено 1 июля 2019 пользователем Борман

[Jesse 958]

15 минут назад, Борман сказал:

Задача методическая

имхо тут не всё так очевидно..)
вот какие внешние нагрузки будут действовать на левую ближнюю к нам балку по рисунку?

этот момент относительно оси, прох-й чрез т. А, должен сводиться к скручивающему моменту и к силе как то..)

Изменено 1 июля 2019 пользователем Jesse

[Artkom 0]

Моя идея сосоит в том, чтобы определить с помощью формулы F= M/a действующую силу на балку.  Затем определить с помощью косового изгиба напряжения и сгибание балки защет момента. Подскажите, пожалуйста, правильно ли я думаю?

Я думаю, что при косом изгибе сила будет проходить через болтовое крепление, а не через балку. Как можно применить эту силу на сечение балки.

 

 

 

Изменено 1 июля 2019 пользователем Artkom

[AlexKaz 1 822]

7 часов назад, Artkom сказал:

F= M/a действующую силу на балку.Затем определить с помощью косового изгиба напряжения и сгибание балки защет момента. Подскажите, пожалуйста, правильно ли я думаю

Ну типа да, осталось кое-что домыслить и уточнить.

Сумма всех сил*на плечи = M, т.е. F1*a1+F2*a2+F3*a3+F4*a4=M. Плечи ai здесь - расстояния от точки приложения момента до осей балок, как на рисунке выше.

Из этой формулы сразу видно, что Вы не найдёте F1-F4 только из неё. Но у Вас есть бонус - геометрические и жесткостные параметры балок и геометрия изделия. Если бы сечения всех балок одинаковые, то и балки будут изогнуты и закручены на один угол - тогда F1=F2=F3=F4 вне зависимости от плеч. Но сечения разные - и потому жизнь усложняется.

@Artkom , поэтому предлагаю не париться - для жёсткости воткните из угла в угол балки как здесь https://ru.wikipedia.org/wiki/Ферма_(конструкция)

[ДОБРЯК 602]

18 часов назад, Artkom сказал:

На верхнею металлическую плиту наносится момент вращения вокруг оси, который проходит через точку А. Точка А смещена от центра плиты (точка В). Нижняя плитка прикреплена и не вращается.

Как можно рассчитать размер сечения балок, чтобы при вращающем моменте сгибание было минимальным, меньше 0,5 мм. Балки имеют разные сечения.

Вы сделайте КЭМ модель. Две пластины и четыре стержня. И проведите два расчета когда точка А совпадает с точкой В и когда не совпадает. И посмотрите деформированное состояние и силовые факторы в стержнях. Посмотрите как работает конструкция.

А потом переходите к расчету на бумажке.

[AlexKaz 1 822]

2 часа назад, AlexKaz сказал:

и потому жизнь усложняется

Можно ещё нарисовать на листочке начальный момент пары сил, точку желаемого переноса момента, расстояния по нормали между старыми и новыми парами сил, и высчитать новый момент пары сил. Получится то же самое.

[karachun 2 038]

Сделал паук с независимым узлом не в центре пластины и получилось как говорили @Борман и @Алексей SHM  - перемещения всех концов балок одинаковы.

Изменено 2 июля 2019 пользователем karachun