Реклама i
Стань нашим партнером - зарабатывай с нами!
| Правила | Регистрация | Пользователи | Поиск | Сообщения за день | Все разделы прочитаны |  Справка по форуму | Файлообменник |

Вернуться   Форум DWG.RU > Архитектура и Строительство > Конструкции зданий и сооружений > Стесненное кручение стержней замкнутого профиля

Стесненное кручение стержней замкнутого профиля

Ответ
Поиск в этой теме
Непрочитано 06.02.2009, 07:22 1 |
Стесненное кручение стержней замкнутого профиля
Белозерова Татьяна
 
Регистрация: 06.02.2009
Сообщений: 73

Уважаемые проектировщики КМ. Помогите разобраться в вопросе о стесненном кручении стержней замкнутого профиля. Дело в том, что в обычных книгах по сопромату рассмотрен случай чистого кручения, на которое открытые профили работают очень плохо (например двутавр). Раньше, чтобы избавиться от касательных напряжений, я двутавр заменяла на коробку и на этом все заканчивалось (в коробке касательные напряжения малы). Недавно ко мне попала книга "Бычков_Строительная механика стержневых тонкостенных конструкций_1962.djvu", из которой выяснилось, что чистое кручение практически отсутствует, и балки нужно рассчитывать на стесненное кречение. В книге подробно описан метод расчета стержней открытого профиля, но нет расчета стержней замкнутого профиля на стесненное кручение.
Вопрос: как расчитать на стесненное кручение стержень замкнутого профиля (коробка)? Работает ли замкнутое сечение лучше открытого на стесненное кручение?
Просмотров: 34710
 
Непрочитано 06.02.2009, 18:05
#21
Разработчик

Ну типа прочнист
 
Регистрация: 12.01.2005
Москва
Сообщений: 1,649
<phrase 1=


Цитата:
как расчитать на стесненное кручение стержень замкнутого профиля (коробка)?
Так же, как и открытого, по тем же формулам. Небольшая проблема с секториальными характеристиками разрешима при наличии специальной литературы или специальной программы. Только вот зачем?
Цитата:
Работает ли замкнутое сечение лучше открытого на стесненное кручение?
Простейшая задачка на стесненное кручение: метровый консольный жестко защемленный стержень, нагруженный на свободном сраю крутящим моментом 0.5кНм.
1. Строим двутавр колонного вида: 100х100х5х5. Ik=1.35см^4, Iw=1857см^6, угол закручивания на свободном краю 0.267рад, нормальные напряжения в заделке 327МПа, касательные: в заделке 18.7Мпа и на свободном краю 110МПа.
2. Стенку делим вдоль на 2 части по 2.5мм и раздвигаем в короб. Ik=314см^4, Iw=281см^6, угол закручивания на свободном краю 0.0019рад, нормальные напряжения в заделке 35МПа, касательные: в заделке 35.2Мпа и на свободном краю 10.4МПа.

Вопросы есть?
__________________
ZZH
Разработчик вне форума  
 
Непрочитано 06.02.2009, 18:55
#22
Разработчик

Ну типа прочнист
 
Регистрация: 12.01.2005
Москва
Сообщений: 1,649
<phrase 1=


Чтобы не было сомнений типа прямоугольное сильно отличается от квадратного, вот результаты для того же примера с удвоенной высотой сечения:
1. Двутавр балочного вида: 200х100х5х5. Ik=1.76см^4, Iw=7880см^6, угол закручивания на свободном краю 0.076рад, нормальные напряжения в заделке 250МПа, касательные: в заделке 9Мпа и на свободном краю 70МПа.
2. Стенку делим вдоль на 2 части по 2.5мм и раздвигаем в короб. Ik=764см^4, Iw=5787см^6, угол закручивания на свободном краю 0.00078рад, нормальные напряжения в заделке 11.6МПа, касательные: в заделке 8.8Мпа и на свободном краю 5.7МПа.
__________________
ZZH
Разработчик вне форума  
 
Непрочитано 06.02.2009, 18:59
#23
Ильнур

КМ (+КМД), КЖ (КЖФ)
 
Регистрация: 30.05.2007
Далече
Сообщений: 25,086


Цитата:
Сообщение от Разработчик Посмотреть сообщение
1. 327МПа, 18.7Мпа и 110МПа.
2. 35МПа, 35.2Мпа и 10.4МПа.
Вопросы есть?
Вопросов больше не имеем.
Недавно зашел в Уфе в книжный магазин и удивился: в 2008 г. переиздана третье издание книги Александров, Потапов, Державин "Сопротивление материалов". Книга толстая, пахнет краской, от удивления даже купил. Хотя проектировщику она слишком фундаментальна. Но для удовлетворения любопытства все есть.
__________________
Воскресе

Последний раз редактировалось Ильнур, 06.02.2009 в 19:04.
Ильнур вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 07.02.2009, 09:27
#24
Белозерова Татьяна


 
Регистрация: 06.02.2009
Сообщений: 73


Уважаемые проектировщики! Как прикажете Вас понимать? Дмитрий Дмитриев пишет, что в квадратном сечении стесненного кручения не бывает. Разработчик же от чистоко кручения в квадратной трубе определяет нормальные напряжения. Откуда?. Я конечно, понимаю, что есть много хороших программ, по которым можно много чего посчитать. Но я считаю, что нормальный проектировщик сам тоже должен понимать откуда, что берется и представлять работу конструкции. Если надеятся только на умные программы, то можно вообще сопромат и строительную механику не изучать, а просто освоить ЛИРУ, она же умная.. У меня на работе ГК проверят мои машинные расчеты так (сама она компом не пользуется): прикидываает вручную, если похоже, значит правильно. Если не похоже, то ищем у кого ошибка. И если Вы посмотрите мое первое соообщение, то увидите, что я пыталась выяснить, как считать замкнутое сечение на стесненное кручение.
Если почитать сообщение IBZ, то вообще чистое кручение вообще никуда не девается. Я так понимаю, нужно посчитать касательные напряжения от чистого кручения, а потом еще и добавить нормальные напряжения от стесненного кручения.
Я конечно, понимаю, что сейчас вы меня все порвете тут на британский флаг.
Спорю с вами уже скорре из вредности. Как посчитать прямоугольное сечение на стесненное кручение я уже кажется поняла. Как быть с квадратным сечением, думаю тут не будет однозначного ответа.

И все-таки у меня остальсь сомнения насчет расчета прямоугольных сечений на стесненное кручение. Власов пишет, что тонкостенные коробочки не очень хорошо работают на чистое кручение. Даже квадратная труба у него от скручивания стала ромбом (испытания). Он также пишет , что значение имеет жесткость углов квадратного сечения. А мы сварные коробочки делаем обычно из 4 листов. Так что в углах только односторонние угловые швы.

Последний раз редактировалось Кулик Алексей aka kpblc, 08.02.2009 в 22:35.
Белозерова Татьяна вне форума  
 
Непрочитано 07.02.2009, 10:50
#25
tutanhamon


 
Блог
 
Регистрация: 06.09.2007
Архангельск/СПб
Сообщений: 460


Цитата:
Недавно зашел в Уфе в книжный магазин и удивился: в 2008 г. переиздана третье издание книги Александров, Потапов, Державин "Сопротивление материалов". Книга толстая, пахнет краской, от удивления даже купил. Хотя проектировщику она слишком фундаментальна. Но для удовлетворения любопытства все есть.
Есть в djvu 2003 года издания, может выложить ее в dnl?...
tutanhamon вне форума  
 
Непрочитано 07.02.2009, 10:54
#26
4 и 6

идейный борец
 
Регистрация: 25.08.2003
Киёв
Сообщений: 560


Если есть доступ к библиотеке то вот М.Д.Борисов "Расчет на кручение балочных и рамных систем из тонкостенных составных стержней на планках".Л.1970.
с примерами.
__________________
А ми тую червону калину пiдiймемо...
4 и 6 вне форума  
 
Непрочитано 07.02.2009, 10:56
#27
Ильнур

КМ (+КМД), КЖ (КЖФ)
 
Регистрация: 30.05.2007
Далече
Сообщений: 25,086


Цитата:
не будет однозначного ответа
Если так продолжать, можно и до влияния дефектов кристаллической решетки или до влияния магнитных бурь дойти.
Что за у Вас кручения такие? Вы что ли из квадратных труб трансмиссию заднего винта вертолета конструируете?
Если же Вы хотите полную теорию подвести под Ваши конкретные сечения, то это надо делать на уровне докторской диссертацию. Если же Вам нужно просто обеспечить надежность Ваших оригинальных сечений, то нужно провести серию испытаний.
Цитата:
Есть в djvu 2003 года издания, может выложить ее в dnl
содержание то же, а краской пахнуть не будет
__________________
Воскресе
Ильнур вне форума  
 
Непрочитано 07.02.2009, 17:24
#28
IBZ

Расчетчик МК
 
Блог
 
Регистрация: 06.05.2006
Ростов-на-Дону
Сообщений: 6,208


Цитата:
Сообщение от Белозерова Татьяна Посмотреть сообщение
Я конечно, понимаю, что есть много хороших программ, по которым можно много чего посчитать. Но я считаю, что нормальный проектировщик сам тоже должен понимать откуда, что берется и представлять работу конструкции. Если надеятся только на умные программы, то можно вообще сопромат и строительную механику не изучать, а просто освоить ЛИРУ, она же умная..
Татьяна, позиция Ваша достойна всяческого уважения ! К сожалению на сегодня так думают да-а-а-леко не все. Ничего срочного у меня сейчас нет, так что давайте, если есть желание, рассмотрим сквозной пример расчета балки, испытывающей стесненное кручение. Сечение возьмем прямоугольное, с квадратным и так все ясно . А захотите, так просчитаете сами - в формулы секториальных характеристик подставите одинаковые значения и все. В понедельник, как попаду на работу, где вся литература, так можем и начать.

P.S. Теории, конечно, никакой не будет - только готовые формулы со ссылками. Будет желание - почитаете классиков сами
IBZ вне форума  
 
Непрочитано 07.02.2009, 19:42
#29
Sergo

Проектирование МК
 
Регистрация: 13.08.2005
Москва
Сообщений: 358


Цитата:
Недавно ко мне попала книга "Бычков_Строительная механика стержневых тонкостенных конструкций_1962.djvu", из которой выяснилось, что чистое кручение практически отсутствует, и балки нужно рассчитывать на стесненное кречение.
Татьяна, а на какой странице там искать не подскажете?

Поправьте, я так понимаю, стесненное кручение может возникнуть только в многопролетной балке? Или жестко опертой по концам.
Sergo вне форума  
 
Непрочитано 08.02.2009, 08:20
#30
Ильнур

КМ (+КМД), КЖ (КЖФ)
 
Регистрация: 30.05.2007
Далече
Сообщений: 25,086


Цитата:
Как посчитать прямоугольное сечение на стесненное кручение я уже кажется поняла. Как быть с квадратным сечением, думаю тут не будет однозначного ответа.
Цитата:
И все-таки у меня остальсь сомнения насчет расчета прямоугольных сечений на стесненное кручение
Цитата:
так понимаю, нужно посчитать касательные напряжения от чистого кручения, а потом еще и добавить нормальные напряжения от стесненного кручения
Стесненное кручение у замкнутых стержней имеет явный локальный характер, на основной длине кручение практически можно считать свободным. Под локальным участком имеется ввиду например приопорная зона.
__________________
Воскресе
Ильнур вне форума  
 
Непрочитано 08.02.2009, 10:05
#31
Дмитрий Дмитриев

Экспертиза промышленной безопасности
 
Регистрация: 27.01.2009
Новосибирск
Сообщений: 95


Татьяна ещё раз возращаясь к вопросу расчёта на стеснённое кручение квадратного коробчатого сечения............обратите внимание на обведённые в красные рамочки формулы Бимомента и изгибно-крутящего момента......если секториальный момент инерции квадратного коробчатого сечения равен нулю......то и эти величины равны нулю,а следовательно равны нулю (обведённые в синие рамочки) дополнительные нормальные и касательные напряжения.....
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: Warp2.jpg
Просмотров: 634
Размер:	14.4 Кб
ID:	15776  
Дмитрий Дмитриев вне форума  
 
Непрочитано 08.02.2009, 10:11
#32
Дмитрий Дмитриев

Экспертиза промышленной безопасности
 
Регистрация: 27.01.2009
Новосибирск
Сообщений: 95


А вот то о чём говорил Ильнур в п.31.......................
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: Warp3.jpg
Просмотров: 564
Размер:	68.8 Кб
ID:	15778  
Дмитрий Дмитриев вне форума  
 
Непрочитано 08.02.2009, 10:45
1 | #33
СергейД

расчеты МКЭ и CFD. ктн
 
Регистрация: 11.05.2005
Подмосковье
Сообщений: 2,170


у меня вопрос!
допустим, для балки проведен эксперимент.хороший.
+
есть
1. расчеты различными аналитическими методами (Власов не единственная методика..)
2. расчеты СП или методиками ЦниПСК
3. расчеты МКЭ на оболочечной или твердотельной модели

какие результаты будут ближе к эксперименту?
и с чем правильнее сравнивать МКЭ :
с аналитикой (для столь неоднозначной задачи) или с экспериментами.
СергейД вне форума  
 
Непрочитано 08.02.2009, 11:30
#34
IBZ

Расчетчик МК
 
Блог
 
Регистрация: 06.05.2006
Ростов-на-Дону
Сообщений: 6,208


Цитата:
Сообщение от Ильнур Посмотреть сообщение
Стесненное кручение у замкнутых стержней имеет явный локальный характер, на основной длине кручение практически можно считать свободным. Под локальным участком имеется ввиду например приопорная зона.
Все это так. Но локальность стеснения сама по себе отнюдь не отменяет расчета на прочность с учетом бимомента именно в этом сечении. Тем более, что для балок/консолей там же и максимальный изгибающий момент. А вот конкретные цифры напряжений показывают, что да - дополнительные напряжения в коробчатом сечении все-таки возникают, но в таком размере, что на них (в большинстве случаев) смело можно плюнуть.

P.S. Татьяна, так нужен пример ручного расчета или нет ?
IBZ вне форума  
 
Непрочитано 08.02.2009, 12:16
#35
Дмитрий Дмитриев

Экспертиза промышленной безопасности
 
Регистрация: 27.01.2009
Новосибирск
Сообщений: 95


СергейД.......Вы как человек безусловно владеющий программами расчёта конструкций МКЭ......на уровне более высоком чем основная масса находящихся на этом форуме людей.........и имеете возможность работать на их лицензионных версиях(имею ввиду в основном программу ANSYS)..........Не могли бы показать участникам дискуссии........На примере расчёта скажем консольной балки(знаю что балочные элементы 18-го поколения в ANSYS учитывают стеснённое кручение)....что для квадратного коробчатого сечения(с одинаковой толщиной стенок по всем четырём граням) влияние стеснённого кручения практически ничтожно.......выше я пытался показать это основываясь на сведениях приведённых в указанной мною литературе......Если вас это не затруднит.......
Дмитрий Дмитриев вне форума  
 
Непрочитано 08.02.2009, 14:11
2 | #36
Разработчик

Ну типа прочнист
 
Регистрация: 12.01.2005
Москва
Сообщений: 1,649
<phrase 1=


Цитата:
Уважаемые проектировщики! Как прикажете Вас понимать? Дмитрий Дмитриев пишет, что в квадратном сечении стесненного кручения не бывает. Разработчик же от чистоко кручения в квадратной трубе определяет нормальные напряжения. Откуда?. Я конечно, понимаю, что есть много хороших программ, по которым можно много чего посчитать. Но я считаю, что нормальный проектировщик сам тоже должен понимать откуда, что берется и представлять работу конструкции.
Я не проектировщик, а механик, потому и определяю. Основная программа, которой я при этом пользовался - калькулятор Windows, ну еще одна, для расчета характеристик сечения Специально для госпожи проектировщицы, желающей понять: откуда что берется и не желающей пользоваться поиском по форуму, в очередной раз объясняю.
1. При кручении стержня депланирует любое сечение, кроме круга и кругового кольца. Это - классическая теория упругости, назывется задачей Прандтля и сводится к решению уравнения Пуассона с простыми граничными условиями или к уравнению Лапласа с граничными условиями посложнее. Во времена моей молодости и раньше для решения (аналитического!) использовалась красивейшая теория функций комплексного переменного. Сейчас, разумеется, увы МКЭ - время, когда все решает эффективность, а не красота Одним из результатов решения этой задачи является функция депланации (перемещений вдоль оси z стержня), назовем ее омега(x,y), где x, y - координаты в плоскости сечения. Через ее производные определяются касательные напряжения в сечении, а через интеграл от них - Ik.
2. Если есть стеснение (ограничение) депланации, например жесткое защемление, то мы получаем изменение осевых перемещений (u) по длине стержня, и стало быть ненулевую производную du/dz, т.е. осевую деформацию и, как следствие, нормальные напряжения. Повторяю, они появятся в стержне любого сечения, кроме круглого.
3. Если у нас есть функция депланации омега(x,y), то дальше задачу о стесненном кручении можно решать стандартным путем, в т.ч.и с формулами из поста №32. Кстати, одна из путаниц в головах идет из-за того, что в отечественной литературе характеристики сечения, используемые при расчете на стесненное кручение, называются по наиболее распространенному способу их вычисления - секториальные. В зарубежной литературе используются термины warp, wolb, означающие коробление, депланацию, т.е. механическую суть явления.
4. Если посмотреть на решение уравнения стесненного кручения, то видно, что характеристики, связанные со стеснением содержат экспоненты с показателем z *sqrt(G*Ik/(E*Iw)). Теперь возьмите параметры из постов №21, 22 и оцените зону 20-ти кратного (5%) затухания эффекта стеснения депланации (показатель=3). Увидите, что она имеет протяженность характерного размера сечения, а все балочные теории (растяжение-сжатие, изгиб, кручение) такого рода локальными эффектами пренебрегают, т.к. они принципиально зависят от способа организации закрепления или приложения локальной нагрузки, это во-первых. А во вторых, система нормальных напряжений от стесненного кручения самоуравновешена и в случае выхода за предел пропорциональности срелаксирует в локальной зоне, не влияя на несущую способность стержня. Никого же не смущают шарниры в местах крепления раскосов ферм, хотя там это допущение куда как менее обосновано, чем отказ от учета стесненного кручения в стержнях с замкнутыми профилями.
__________________
ZZH
Разработчик вне форума  
 
Непрочитано 08.02.2009, 14:13
#37
СергейД

расчеты МКЭ и CFD. ктн
 
Регистрация: 11.05.2005
Подмосковье
Сообщений: 2,170


дмитрий! увы, занят.
дискуссиями нужно заниматься всерьез...
за участие в форуме. увы, не платят. а наоборот...
да и эти конкретно задачи лично мне неинтересны.
поскольку
убежден, что просчитать до практического совпадения с экспериментом
на объемной или оболочечной модели
смогу без никаких проблем и быстро.

стержни 188-189 хороши для оценочных расчетов.
и нельзя их идеализировать.

все интересное в узлах соединений. их нужно считать солидами.
та же балка солидами будет считаться в ансис ну несколько минут линейно и нелинейно с контактом максимум полчаса.
книжки листать будете дольше.

+
"доказать" в интернете нельзя ничего и никому...
можно лично доказать конкретному человеку, при условии
что он готов внимательно и непредвзято слушать!
я как то уже пытался... patric Henry несколько раз пытался...

вышлите в личку постановку задачи=
я вышлю параметризуемый макрос.
СергейД вне форума  
 
Непрочитано 08.02.2009, 14:16
#38
Разработчик

Ну типа прочнист
 
Регистрация: 12.01.2005
Москва
Сообщений: 1,649
<phrase 1=


СергейД
Цитата:
и с чем правильнее сравнивать МКЭ :
с аналитикой (для столь неоднозначной задачи) или с экспериментами.
А что неоднозначного Вы видите в теории упругости? Вроде теорема существования и единственности решения доказана
__________________
ZZH
Разработчик вне форума  
 
Непрочитано 08.02.2009, 15:06
#39
СергейД

расчеты МКЭ и CFD. ктн
 
Регистрация: 11.05.2005
Подмосковье
Сообщений: 2,170


разработчик!
не надо отвечать вопросом на вопрос...

(никак не могу забыть, как вы мне некогда доказывали что в ансис нет многодисциплинарных элементов и связанных задач- весьма как оказалось поверхностно владея мкэ.. и только одной своей программой
+ не читали мои ответы поскольку в них "много буков"
и не смотрели прилагаемые файлы)= поэтому "доказывать" вам не берусь ничего. за безнадежностью результата.

ответьте пожалуйста конкретно
(я сюда зашел спросить, а не учить...)
1. посоветуйте, с чем мне правильнее сравнивать расчет мкэ?

2.на осенней сессии РААСН (секция программных средств) уважаемый проф ЦНИПСК опровергал правильность работы именно Вашей MICROFE ссылаясь, что результаты противоречат его личным аналитическим расчетам, на базе которых разработана методика ЦНИПСК. Что скажете по этому поводу.

3. для изгибно-крутильной устойчивости стержня произвольного сечения аналитическое решение однозначно? Различных методик не существует?
результаты по ним совпадают?

4. с чем точнее совпадет эксперимент...
5. чем ваc так раздражает МКЭ?
СергейД вне форума  
 
Непрочитано 08.02.2009, 16:00
#40
Sergo

Проектирование МК
 
Регистрация: 13.08.2005
Москва
Сообщений: 358


Цитата:
2.на осенней сессии РААСН (секция программных средств) уважаемый проф ЦНИПСК опровергал правильность работы именно Вашей MICROFE ссылаясь, что результаты противоречат его личным аналитическим расчетам, на базе которых разработана методика ЦНИПСК. Что скажете по этому поводу.
СергейД, а есть где почитать, на сайте РААСН не нашел?
Sergo вне форума  
Ответ
Вернуться   Форум DWG.RU > Архитектура и Строительство > Конструкции зданий и сооружений > Стесненное кручение стержней замкнутого профиля

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

Расширенный поиск


Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
Расскажите о технологии произовдства замкнутого профиля. Silent77 Разное 3 28.08.2007 17:45