[Чужой]

Имеется стержень сквозного сечения (консоль), работающий на кручение.
Две ветви, каждая из швеллера (как вариант любое другое тонкостенное сечение), объеденены планками на сварке. Необходимо получить момент инерции на кручение для этого сечения.
Подскажите литературу или поделитесь опытом расчета подобных конструкций.

[Jndtnxbr]

Вопрос не простой. Схемку бы..., как расположены: так [] или так ][? Какие планки: шаг, ширина? Насколько точно нужно получить момент инерции и для чего?

[Чужой]

Расположены полками внутрь. Шаг планок может меняться, поэтому нужно не просто решить конкретную задачу, а разобраться с поставленным вопросом в принципе. Момент инерции нужно получить точно (точность как в обычных расчетах строительных конструкций). Нужен чтобы получить изгибно-крутильную характеристику стержня и дальше посчитать напряжения от нагрузки.

[Ильнур]

Сообщение от Чужой ...Подскажите литературу или поделитесь опытом расчета подобных конструкций.

Есть пример 27 на стр. 265 в Д.В. Бычкове для П-образного сечения, усиленного планками.
Результат примерно такой - Jt возрастает кратно количеству планок. Планки подразумеваются человеческие

[Jndtnxbr]

Точно Вы ничего не получите, разве что решив задачу с помощью МКЭ, используя оболочечные элементы. Задача о кручении стержня некруглого сечения опирается на неизменность сечения по длине стержня, это нужно для разделения переменных: функция депланации зависит только от координат в плоскости сечения и не зависит от продольной координаты. В сквозном же стержне чередуются участки с фактически разным сечением, поэтому, строго говоря, к нему неприменима задача о кручении стержней. Но это не значит, что нельзя решить задачу приближенно. Если расположение такое [] и планки не слишком толстые, то основной вклад в депланацию будут вносить полки швеллеров, а планки будут лишь препятствовать ей, работая на чистый сдвиг. Тогда, если планки расположены с не слишком большим шагом, то можно их "размазать", т.е. посчитать приведенную толщину t*a/(a+b) и дальше посчитать получившийся составной почти короб в любой программе, считающей характеристики сечения.
P.S. Кстати, известная рекомендация про 40 радиусов инерции применима и в этом случае.

[Leonid555]

Чужой, можете посмотреть в книге М.Д.Борисов "Расчет на кручение балочных и рамных систем из тонкостенных составных стержней на планках", Ленинград, Стройиздат 1970.

[Чужой]

Leonid555, судя по названию то, что надо, но не могу найти эту книгу в свободном доступе в интернете. У Вас ее случаем нет?
Ильнур, меня интересует именно сквозное сечение с двумя ветвями. По вопросу расчетов П-образного сечения с планками в одной плоскости все очень конкретно рассмотрено в работах Власова.
Jndtnxbr, модель из оболочечных элементов не совсем корректно работает (деформации в сечениях нереальные).
По вопросу размазывания планок в принципе логично, но как размазать раскосы в случае их применения???

[Ильнур]

Сообщение от Чужой ...Ильнур, меня интересует именно сквозное сечение с двумя ветвями. По вопросу расчетов П-образного сечения с планками в одной плоскости все очень конкретно рассмотрено в работах Власова.

В работах Власова все очень конкретно рассмотрено П-образное сечение. А Вас интересует сечение с двумя С-образными сечениями. Значит, берете методику Власова за основу и обсчитываете конкретно Ваше сечение.

Сообщение от Чужой модель из оболочечных элементов не совсем корректно работает (деформации в сечениях нереальные).

Если модель некорректна - доведите до ума, попробуйте в разных программах. И откуда Вам заранее известны реальные деформации?

[Чужой]

Ильнур, у меня не хватает понимания как применить решение предложенное на стр.182-186 (см. прикрепл. файл) для случая с планками, расположенными в двух плоскостях и наличии двух тонкостенных сечений.
Модель пробовал считать в Лире и в Robot (результаты один в один). Там даже при наличии ребер жесткости в сечениях происходит пропорциональное удлиннение всех элементов сечения (полок и стенок). Причем величина относительной деформации выходит за пределы упругой стадии, а напряжения мизерные (и это при наличии в сечении ребра жесткости). Поэтому хочется почуствовать задачу ручками , а затем сопоставлять с конечноэлементной моделью.

[Ильнур]

Сообщение от Чужой ... как применить решение предложенное на стр.182-186 (см. прикрепл. файл)...

Почему стр. 182-186 - там же случай частого расположения планок. Надо наверно смотреть стр. 170-182.

Сообщение от Чужой Модель пробовал считать в Лире и в Robot (результаты один в один).

Ну дык в МКЭ надо верить - если результаты совпадают, значит дело в самой модели. Наверно что-то не так задано (например, модуль упругости), или результат интерпретируете не так.

Сообщение от Чужой ...величина относительной деформации выходит за пределы упругой стадии, а напряжения мизерные ...

Не понял вообще.

[Jndtnxbr]

Чужой

модель из оболочечных элементов не совсем корректно работает (деформации в сечениях нереальные).

Сделайте корректную, впрочем эта рекомендация уже была
Или выложите схемку и Вам ее - корректную - сделают, тут любителей МКЭ много...

По вопросу размазывания планок в принципе логично, но как размазать раскосы в случае их применения???

Так же как и Василий Захарович на приведенных Вами страницах - через эффективную жесткость на сдвиг. Собственно то, что он там делает и есть "размазывание", только в его время не было программ, считающих произвольные сечения, вот он и решает уравнения, Вам-то этого не надо, полагаю.

[Чужой]

Длина стержня 10 м, шаг планок от 400 до 600 мм, поэтому случай именно на стр. 182-186.
В МКЭ модели все параметры материалов были заданы корректно. Просто я брал сечения с шагом 1м по длинне стержня и на основании перемещений характерных точек в каждом сечении строил в графическом редакторе деформированную форму сечения.
Так вот например при длине грани сечения 100 мм после приложение крутящего момента грань удлиннялась на 4 мм (и это в сечении с ребром жесткости), а напряжения были просто мизерные. В моделях тонкостенных сечений без планок получались еще большие значения. Поэтому решил, что необходимо просчитать руками.

Модель выложить не могу - типа коммерческая тайна.

[Ильнур]

Сообщение от Чужой .. например при длине грани сечения 100 мм после приложение крутящего момента грань удлиннялась на 4 мм (и это в сечении с ребром жесткости), а напряжения были просто мизерные. ...

Как может программа растянуть пластину на 4% при мизерных напряжениях, т.е. ниже чем например 0,1% от Е?

[Чужой]

Ильнур, это меня и насторожило. Причины я пока не понял

[Jndtnxbr]

Ильнур

Как может программа растянуть пластину на 4% при мизерных напряжениях, т.е. ниже чем например 0,1% от Е?

Какое растяжение, откуда? Приложен крутящий момент. 4мм - это, скорее всего перемещения от депланации, а не удлинение. Впрочем, обсуждать по сути больше нечего, раз примитивная расчетная схема из двух швеллеров с планками является тайной...

[Ильнур]

Сообщение от Чужой ... Причины я пока не понял

Причина видимо в неверной интерпретации:
Jndtnxbr:

4мм - это, скорее всего перемещения от депланации

[Чужой]

Сечение ветви по своей форме С-образное (усеченный многогранник - именно это комм. тайна), поэтому вопрос задал по поводу швеллеров, т.к. очень близко по очертанию.
При построении деформированного сечения для характерных точек я брал только приращение координат дельта y и дельта z, изменение по оси х (ось стержня) не трогал, и строил плоское сечение. С чем связано удлиннение граней (депланация или что другое) было не важно, т.к. деформация получалась ненормальная. На досуге анализирую модель, но сейчас нужно решение задачи хотя бы руками.

[Jndtnxbr]

Как можно решить, "хотя бы руками", задачу, которой нет? Если Вы изобретатель, как nsivchuk, то никто Ваших тайн и не требует, выложите схему с несекретными швеллерами и измененными размерами, но чтобы были конкретные сечения, планки, длина, шаг планок, условия закрепления и пр. Ведь, как говорят в Одессе, есть две большие разницы: когда планки стоят вплотную или одна в заделке, а другая на свободном конце.