| Правила | Регистрация | Пользователи | Поиск | Сообщения за день | Все разделы прочитаны |  Справка по форуму | Файлообменник |

Вернуться   Форум DWG.RU > Отраслевые разделы > Машиностроение > Как правильно сделать расчёт на смятие или продавливание

Как правильно сделать расчёт на смятие или продавливание

Ответ
Поиск в этой теме
Непрочитано 08.01.2018, 22:12 #1
Как правильно сделать расчёт на смятие или продавливание
Сергей Юрьевич
 
Строительство гидротехнических сооружений
 
Москва
Регистрация: 01.08.2012
Сообщений: 8,640

Товарищи машиностроители, вам такой расчёт наверное более очевиден, чем строителям, подскажите.

Имеется стальной лист толщиной 23 мм [абстрактное упрощение] условно бесконечной длины, лежащий на двух таких же бесконечно длинных опорах. Расстояние между опорами 300 мм.
В листе отверстие д=60 мм
В отверстие вставлен болт М56 [абстрактное упрощение], на котором имеется нагрузка 50 т
Болт подвижен в плоскости перпендикулярной листу (отклонения возможны в пределах +-2 градуса)
Чтобы болт нормально вращался в узле контакта с листовой деталью под его головкой ставится квадратная цилиндрическая подкладка толщиной 50 мм, шириной 180 мм и с радиусом кривизны цилиндрической поверхности 460 мм.

А теперь вопрос (вернее 2):
1. Как определить, достаточно ли данной цилиндрической прокладки, чтобы она не продавила/прорвала листовую деталь?
2. Если (вдруг!) данной подкладки не достаточно, то как посчитать, какой толщины/ширины нужно всунуть плоскую подкладку между цилиндрической подкладкой и листовой деталью?

Картинка прилагается.

Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: Снимок.JPG
Просмотров: 1124
Размер:	42.2 Кб
ID:	197461  

Просмотров: 30250
 
Непрочитано 08.01.2018, 22:32
#2
Valerym


 
Регистрация: 19.12.2017
Сообщений: 45


Цитата:
Сообщение от Сергей Юрьевич Посмотреть сообщение
Имеется стальной лист толщиной 23 мм [абстрактное упрощение] условно бесконечной длины, лежащий на двух таких же бесконечно длинных опорах. Расстояние между опорами 300 мм.
не совсем понятно:
- у Вас радиальное "условно бесконечное" опирание ?
или это квадратный/прямоугольный лист с опиранием по двум сторонам?

это две разные задачи с точки зрения граничных условий

----- добавлено через ~2 мин. -----
Цитата:
Сообщение от Сергей Юрьевич Посмотреть сообщение
1. Как определить, достаточно ли данной цилиндрической прокладки, чтобы она не продавила/прорвала листовую деталь?
Что является критерием "достаточности"?

появление пластических деформаций?
или все же РАЗРЫВ листа?

опять же это две разные задачи с точки зрения конечной цели расчета


в общем данная задача отнюдь не экзотика... она вполне решабельна - нужно только однозначно её сформулировать
Valerym вне форума  
 
Непрочитано 08.01.2018, 22:43
#3
Liukk

нестандартное оборудование, Пневмо-Гидро Системы
 
Регистрация: 28.12.2011
СПб
Сообщений: 1,707


Я вижу два способа решения
1. Посчитать напряжения и прогибы МКЭ, например ,в SW Simulation
2. Посчитать вручную контактные напряжения куска сферы с плоскостью.
Прогибы листа в месте контакта и сами посчитает по Сопромату.
Откорректировать размеры после расчётов. Скорее всего менять нужно радиус сферы шайбы (прокладки), а не её толщину/диаметр
Вложения
Тип файла: djvu контактные напряжения.djvu (341.9 Кб, 393 просмотров)
Liukk вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 09.01.2018, 02:24
#4
Сергей Юрьевич

Строительство гидротехнических сооружений
 
Регистрация: 01.08.2012
Москва
Сообщений: 8,640


Valerym, попробую прояснить ситуацию - приложил 3д модель и скриншот, как это выглядит
Лист (жёлтый) опёрт шарнирно по его длинным сторонам. Можно считать, что лист имеет ширину 300 мм и длину 3000мм (на самом деле больше, но это, наверное, роли не играет).
Нагрузка статическая. После того, как она будет приложена, узел больше не будет двигаться.

Критериев оценки "достаточности" принятого решения как таковых нет. Усилие (50 т) должно передаваться с болта на лист (а с листа, соответственно, на его "опоры").
Прогиб листа с одной стороны не нормируется (вплоть до кривизны, повторяющей цилиндрическую поверхность подкладки) и переход металла в зону пластических деформаций - тоже допустим
С другой стороны, узел, если будет визуально "смят" - будет вызывать косые взгляды в сторону проектировщика

Контактные напряжения под цилиндрической подкладкой в пределах допустимых (по нижней формуле со стр.19 из справочника, что в приложении к #3).

А вот что с листом будет?
М=PL/4=500*0.3/4=37.5 кНм
Если считать этот лист изгибаемым элементом, то
M/W < сигмы текучести
допустим, сигма = 245 МПа
Wтр > 37,5/245000 = 0,000153 м3 = 153 см3
W = b*h^2 / 6
имея толщину листа 23 мм = 2,3 см, логически приходим к тому, что для восприятия данной нагрузки нужен участок листа шириной
b = 6 * W / h^2 = 6 * 153 / 2.3^2 = 173 см

...формально - вроде всё хорошо, и никаких излишеств не требуется.

Но я, как инженер, в этом расчёте вижу корявость.
Во-первый лист не сплошной, а с отверстием в наиболее нагруженном месте
Во-вторых передача нагрузки на лист не точечная, а размазанная по пятну контакта, которое соизмеримо с "пролётом балки", т.е. этим пренебречь нельзя
В-третьих, длинный узкий лист, нагруженный в одной точке, не будет работать как балка. В данном случае он скорее мембрана...


Цитата:
Сообщение от Liukk Посмотреть сообщение
Я вижу два способа решения
1. Посчитать напряжения и прогибы МКЭ, например ,в SW Simulation
у меня нет SW Simulation и я не умею им пользоваться
Цитата:
Сообщение от Liukk Посмотреть сообщение
2. Посчитать вручную контактные напряжения куска сферы с плоскостью.
посчитал, приемлемы
Цитата:
Сообщение от Liukk Посмотреть сообщение
Прогибы листа в месте контакта и сами посчитает по Сопромату.
вот тут - не ясно, как это корректно сделать...

Цитата:
Сообщение от Liukk Посмотреть сообщение
Откорректировать размеры после расчётов. Скорее всего менять нужно радиус сферы шайбы (прокладки), а не её толщину/диаметр
Вопрос несколько в другой "плоскости".
Толщину листа менять нельзя (она обычно просто ЕСТЬ, т.к. назначается из других соображений)
толщину и размеры цилиндрической подкладки можно менять как угодно
Этот узел в практике обычно имеет ещё одну подкладку (плоскую) между листом и цилиндрической подкладкой, и эта подкладка обычно очень толстая (видел по 90 мм и более!!!! - назначается по расчёту, нелогичность и несуразность которого осуждается несколькими поколениями проектировщиков) и реализация этого узла обычно вызывает смех у строителей и недоумение у заказчика
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: Снимок.JPG
Просмотров: 426
Размер:	33.2 Кб
ID:	197463  
Вложения
Тип файла: dwg
DWG 2010
Чертеж.dwg (709.9 Кб, 140 просмотров)
Сергей Юрьевич вне форума  
 
Непрочитано 09.01.2018, 07:52
#5
Liukk

нестандартное оборудование, Пневмо-Гидро Системы
 
Регистрация: 28.12.2011
СПб
Сообщений: 1,707


Цитата:
Сообщение от Сергей Юрьевич Посмотреть сообщение
у меня нет SW Simulation и я не умею им пользоваться
А Вы в какой программе проектируете? Ибо для многих 3D CAD программ есть расчётные модули, даже для компаса (только врёт зараза, но и к нему приспособиться можно). И совет - осваивайте, очень полезная штука!
Цитата:
Сообщение от Сергей Юрьевич Посмотреть сообщение
Толщину листа менять нельзя
Я предлагал "играть" только с размерами шайбы, которая является аналогом шайбы сферической по ГОСТ 13438.
Цитата:
Сообщение от Сергей Юрьевич Посмотреть сообщение
Этот узел в практике обычно имеет ещё одну подкладку (плоскую) между листом и цилиндрической подкладкой, и эта подкладка обычно очень толстая (видел по 90 мм и более!!!! - назначается по расчёту,
Скорее всего толщина назначалась для лучшего распределения нагрузки на нижележащую деталь (например лист), обычно берут угол 45*. Но лучше это проверить МКЭ.
Цитата:
Сообщение от Сергей Юрьевич Посмотреть сообщение
вот тут - не ясно, как это корректно сделать...
Ну Сопромат не понимает нагрузку в точке и по своим допущениям (плоские сечения и пр.) просто не учитывает отверстия. Для учёта нужно более серьёзно залезть в курс Сопромата (теории упругости/пластичности и пр.) и будет очень много математики, а если лист сделан из пластичного металла, то пластичность нивелирует концентраторы напряжений от отверстий. и задача ещё усложнится.
Так что проще это считать МКЭ

Последний раз редактировалось Liukk, 09.01.2018 в 07:58.
Liukk вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 09.01.2018, 09:54
#6
Сергей Юрьевич

Строительство гидротехнических сооружений
 
Регистрация: 01.08.2012
Москва
Сообщений: 8,640


Цитата:
Сообщение от Liukk Посмотреть сообщение
А Вы в какой программе проектируете? Ибо для многих 3D CAD программ есть расчётные модули, даже для компаса (только врёт зараза, но и к нему приспособиться можно). И совет - осваивайте, очень полезная штука!
Я проектирую в голом автокаде. Осваивать надстройки и расчётные модули - нет времени, т.к. задача разовая и хотелось бы разобраться (выработать корректную методику расчёта на будущее) и забыть.
Цитата:
Сообщение от Liukk Посмотреть сообщение
Скорее всего толщина назначалась для лучшего распределения нагрузки на нижележащую деталь (например лист), обычно берут угол 45*. Но лучше это проверить МКЭ.
Комизм (и трагизм) ситуации в том, что при толщине листа в 18-25 мм толщина подкладок бывает превышает 100 мм! При этом, диаметр "болта" обычно не более 60-70 мм.
"Бытовой" жизненный опыт мне подсказыват, что под болт М10 не подсовывают "шайбу" толщиной 15мм. Скорее болт порвёт, чем головка болта прорвёт подкладку/лист. Нет?
Сергей Юрьевич вне форума  
 
Непрочитано 09.01.2018, 10:11
1 | #7
Liukk

нестандартное оборудование, Пневмо-Гидро Системы
 
Регистрация: 28.12.2011
СПб
Сообщений: 1,707


Цитата:
Сообщение от Сергей Юрьевич Посмотреть сообщение
Я проектирую в голом автокаде.
Сочувствую, я ушёл из автокада несколько лет тому назад и возвращаться НЕ ХОЧУ, ибо это не CAD для машиностроителей. А 3D Autocad, это вообще полный кошмар - лучше я буду работать в компасе!
Во вложении - распределение напряжений и перемещения, посчитанные в SW Simulation. (пришлось создавать модель заново)
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: плита_1напряж.jpg
Просмотров: 435
Размер:	271.0 Кб
ID:	197466  Нажмите на изображение для увеличения
Название: плита_2напряж.jpg
Просмотров: 419
Размер:	244.7 Кб
ID:	197467  Нажмите на изображение для увеличения
Название: плита_3напряж.jpg
Просмотров: 447
Размер:	179.2 Кб
ID:	197468  Нажмите на изображение для увеличения
Название: плита_перемещения.jpg
Просмотров: 536
Размер:	247.2 Кб
ID:	197469  
Liukk вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 09.01.2018, 10:25
#8
Сергей Юрьевич

Строительство гидротехнических сооружений
 
Регистрация: 01.08.2012
Москва
Сообщений: 8,640


Цитата:
Сообщение от Liukk Посмотреть сообщение
Во вложении - распределение напряжений и перемещения, посчитанные в SW Simulation. (пришлось создавать модель заново)
Спасибо тебе, добрый человек, за труд!
Судя по картинке, отверстие в листе - хороший концентратор напряжений. По краям отверстия напряжения вдвое выше, чем в остальных критических местах (хотя и там 600 МПа...)
Разрыв металла в районе отверстия произойдёт? Если считать, что сталь строительная - С245.
Сергей Юрьевич вне форума  
 
Непрочитано 09.01.2018, 10:50
1 | #9
Liukk

нестандартное оборудование, Пневмо-Гидро Системы
 
Регистрация: 28.12.2011
СПб
Сообщений: 1,707


Цитата:
Сообщение от Сергей Юрьевич Посмотреть сообщение
Разрыв металла в районе отверстия произойдёт?
Нет, будут только местные смятия. для этого и выложил рекомендации по контакным напряжениям (у них допускаемые напряжение выше предела текучести), но нужно более детально изучать графики. Во вложении распределение напряжений свыше 600МПа
Цитата:
Сообщение от Сергей Юрьевич Посмотреть сообщение
Если считать, что сталь строительная - С245.
А это что??? Я машиностроитель и закладывал:
лист - сталь 3
Шайба и болт - сталь 40. И вообще шайбы сферические по ГОСТ 13438 изготавливаются из стали 45 и калятся до HRC 40...45. Сами понимаете, что это взято не просто так и на это нужно оринетироваться.
Так что совет - изучайте расчётные программы, очень полезная вещь. Я ещё и распределение температур, температурные напряжения считаю, а также потоки тепла и жидкости, в том числе и скорость их изменения во времени.
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: плита_4напряж.jpg
Просмотров: 436
Размер:	355.6 Кб
ID:	197471  

Последний раз редактировалось Liukk, 09.01.2018 в 10:59.
Liukk вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 09.01.2018, 11:11
#10
Сергей Юрьевич

Строительство гидротехнических сооружений
 
Регистрация: 01.08.2012
Москва
Сообщений: 8,640


Цитата:
Сообщение от Liukk Посмотреть сообщение
А это что??? Я машиностроитель и закладывал:
лист - сталь 3
Шайба и болт - сталь 40. И вообще шайбы сферические по ГОСТ 13438 изготавливаются из стали 45 и калятся до HRC 40...45. Сами понимаете, что это взято не просто так и на это нужно оринетироваться.
С245 - это грубо говоря предел текучести 245 МПа.
Подкладки у нас делаются обычно из С345 (09Г2С).
Заказывать для стройки какие-то хитрые калёные детали - думаю не будут.

Цитата:
Сообщение от Liukk Посмотреть сообщение
Так что совет - изучайте расчётные программы, очень полезная вещь. Я ещё и распределение температур, температурные напряжения считаю, а также потоки тепла и жидкости, в том числе и скорость их изменения во времени.
Завидую по-хорошему. Но это то же самое, что я бы посоветовал Вам: "Изучайте механику грунтов, оснований и фундаментов - сможете себе фундамент дома рассчитать! Я это делаю каждый день, а ещё могу ГЭС спроектировать"

Ещё раз спасибо. Буду осмысливать.
Сергей Юрьевич вне форума  
 
Непрочитано 09.01.2018, 11:34
#11
Liukk

нестандартное оборудование, Пневмо-Гидро Системы
 
Регистрация: 28.12.2011
СПб
Сообщений: 1,707


Цитата:
Сообщение от Сергей Юрьевич Посмотреть сообщение
"Изучайте механику грунтов, оснований и фундаментов
Я сейчас как раз изучаю: Тензорное исчисление и "Механику жидкостей и газов" Лойцянского. Механика грунтов относится к механике твёрдого тела и грубо говоря является подразделом гидромеханики.
Цитата:
Сообщение от Сергей Юрьевич Посмотреть сообщение
Подкладки у нас делаются обычно из С345 (09Г2С).
Шайба должна быть ЗАКАЛЕННОЙ, см ГОСТ, всё остальное быстро придёт в негодность, наверное поэтому и толщины этих шайб выбрали слишком большими.
Цитата:
Сообщение от Сергей Юрьевич Посмотреть сообщение
Заказывать для стройки какие-то хитрые калёные детали - думаю не будут.
Ничего тут хитрого нет. Яйца выеденного не стоит. Ещё раз советую присмотреться к стандартной шайбе по ГОСТ 13438
Liukk вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 09.01.2018, 12:12
#12
Сергей Юрьевич

Строительство гидротехнических сооружений
 
Регистрация: 01.08.2012
Москва
Сообщений: 8,640


Цитата:
Сообщение от Liukk Посмотреть сообщение
Я сейчас как раз изучаю: Тензорное исчисление и "Механику жидкостей и газов" Лойцянского. Механика грунтов относится к механике твёрдого тела и грубо говоря является подразделом гидромеханики.
неожиданное заявление... Очень хреновые грунты - действительно ведут себя почти как жидкости, а охрененно-прочные - как твёрдое тело. Но это две крайности. А между ними - пропасть, в которой кроется неведомое и до сих пор до конца не изученное)))
Посмотрите темы про сравнение методик расчёта грунтовых оснований по СНиП/СП и в МКЭ программах - там накал страстей похлеще, чем в религиозных спорах))
Сергей Юрьевич вне форума  
 
Непрочитано 09.01.2018, 12:39
#13
Liukk

нестандартное оборудование, Пневмо-Гидро Системы
 
Регистрация: 28.12.2011
СПб
Сообщений: 1,707


Цитата:
Сообщение от Сергей Юрьевич Посмотреть сообщение
Посмотрите темы про сравнение методик расчёта грунтовых оснований по СНиП/СП и в МКЭ программах
Своё мнение по-поводу СНиПов и пр. СП (совместное предприятие?) я уже высказал. А жидкости бывают настолько разные, в том числе и неньютоновские, что гидромеханику, при желании, можно расширить и на теоретическую механику, и теорию упругости с теорией пластичности, и теплопередачу (законы и уравнения очень схожие).
Мёд, битум, вода, воздух и пр. газы это всё ЖИДКОСТИ, Твёрдое тело, при желании, тоже можно рассматривать как жидкость с чрезвычайно высокой вязкостью.
Liukk вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 09.01.2018, 13:42
#14
Сергей Юрьевич

Строительство гидротехнических сооружений
 
Регистрация: 01.08.2012
Москва
Сообщений: 8,640


Offtop:
Цитата:
Сообщение от Liukk Посмотреть сообщение
Мёд, битум, вода, воздух и пр. газы это всё ЖИДКОСТИ, Твёрдое тело, при желании, тоже можно рассматривать как жидкость с чрезвычайно высокой вязкостью.
Старики Кулон и Мор со своей теорией - в корне не согласились бы с этим утверждением))
Сергей Юрьевич вне форума  
 
Непрочитано 09.01.2018, 13:58
#15
Liukk

нестандартное оборудование, Пневмо-Гидро Системы
 
Регистрация: 28.12.2011
СПб
Сообщений: 1,707


Единственное отличие жидкостей от твёрдых тел - это наличие касательных напряжений только при относительном движении частиц жидкости (относительно стенки, друг от друга и т.п.) При покое - касательных напряжений в жидкости нет (но это только для ньютоновский жидкостей, для неньютоновских может быть всё что угодно, но их изучает уже реология). Всё остальное - очень схоже. Да и то, при штамповке металл можно рассматривать как жидкость. По крайней мере в ВоенМехе, при изучении образовании и действии кумулятивной струи в кумулятивных боеприпасах, придерживались именно такой теории.
Но это уже голимый оффтоп пошёл.
Liukk вне форума  
 
Непрочитано 09.01.2018, 14:35
#16
Cfytrr

Балка на балку, кирпич на кирпич...
 
Регистрация: 09.10.2007
Питер
Сообщений: 4,811
Отправить сообщение для Cfytrr с помощью Skype™


Вторгнусь в ваш междусобойчик.

Цитата:
...бесконечной длины, лежащий на двух таких же бесконечно длинных опорах...
подразумевает шарнирное опирание листа на опорах? Если это так, то эквивалентные напряжения по верхней фибре над опорами должны быть нулевыми. У Liukk картинка больше походит на работу пластины с защемленными краями.
__________________
...переменная FILEDIA создана для привлечения пользователей к форумам.
Cfytrr вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 09.01.2018, 15:14
#17
Сергей Юрьевич

Строительство гидротехнических сооружений
 
Регистрация: 01.08.2012
Москва
Сообщений: 8,640


Цитата:
Сообщение от Cfytrr Посмотреть сообщение
Вторгнусь в ваш междусобойчик.

подразумевает шарнирное опирание листа на опорах? Если это так, то эквивалентные напряжения по верхней фибре над опорами должны быть нулевыми. У Liukk картинка больше походит на работу пластины с защемленными краями.
Да, я видел, но на самом деле это большой роли не играет.
Сергей Юрьевич вне форума  
 
Непрочитано 09.01.2018, 15:20
#18
Liukk

нестандартное оборудование, Пневмо-Гидро Системы
 
Регистрация: 28.12.2011
СПб
Сообщений: 1,707


Цитата:
Сообщение от Cfytrr Посмотреть сообщение
Liukk картинка больше походит на работу пластины с защемленными краями.
А так было проще и быстрее для расчёта сделать, тем более, что исследовали не зону вблизи края. Не охота было возиться с шарнирами.
Liukk вне форума  
 
Непрочитано 09.01.2018, 15:20
#19
Старый Дилетант

Дилетант
 
Регистрация: 06.12.2017
Сообщений: 2,779


При таких размерах и толщинах ничего на смятие и продавливание ничего считать не надо.
Надо пластинку рассчитать на изгиб. Но толщины 23 мм явно мало.
Предлагаю принять квадратную шайбу 300*300 и расчитать на изгиб как пластинку пролетом ~300, опертую по 2 сторонам, без учета нижней полосы (ее лучше вообще убрать)
Старый Дилетант вне форума  
 
Непрочитано 09.01.2018, 15:29
#20
Valerym


 
Регистрация: 19.12.2017
Сообщений: 45


Цитата:
Сообщение от Liukk Посмотреть сообщение
Сочувствую, я ушёл из автокада несколько лет тому назад и возвращаться НЕ ХОЧУ, ибо это не CAD для машиностроителей. А 3D Autocad, это вообще полный кошмар - лучше я буду работать в компасе!
Во вложении - распределение напряжений и перемещения, посчитанные в SW Simulation. (пришлось создавать модель заново)
у Вас нагрузка задана сверху - на шляпку болта
разве это верно?

пластина должна "скользить" по поверхности свободна и как я понимаю - никакого явного задания граничных условий там нет?


если можно уточните:

Сколько КЭ по толщине пластины Вы задавали?
*** можно просто сетку показать

Какие КЭ использовались? линейная или квадратичная аппроксимация?


у Вас на картинках нет напряжений на болте - Почему?
Вы задавали болт как "недеформируемое" тело?
Valerym вне форума  
Ответ
Вернуться   Форум DWG.RU > Отраслевые разделы > Машиностроение > Как правильно сделать расчёт на смятие или продавливание

Размещение рекламы
Опции темы Поиск в этой теме
Поиск в этой теме:

Расширенный поиск


Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
Как быстро и правильно выбрать колонны для расчёта на продавливание (scad 11.5/21.1)? Emc SCAD 16 03.07.2017 16:11
Как правильно сделать развертку детали? filgavrilov SolidWorks 1 09.10.2016 17:58
Код на VBA. помогите сделать правильно блок выбора объектов ssn Программирование 12 28.11.2013 15:08
Как правильно сделать чердачное перекрытие и кровлю? mixxa Конструкции зданий и сооружений 5 16.12.2011 10:33
Как правильно сделать сварную трубу из швеллеров? Chief Justice Прочее. Архитектура и строительство 36 01.04.2007 01:03