[nsivchuk]

Уважаемые форумщики.
Необходимо увеличить несущую способность стержня ограниченных габаритов. Максимальный диаметр стержня 40 мм при расчётной длине 2440 мм. Несущая способность на сжатие должна быть более 8000 кг.
Допускается увеличить диаметр стержня до 50 мм при условии увеличения несущей способности более, чем в 2 раза.

[vedinzhener]

Rotfeder: возможно...

VVapan4ik: но ведь устойчивость зависит от силы,а я ее пытаюсь уменьшить,да возможно и нечего не выйдет,т.к. стержень будет после предсжатия изначально иметь криволинейную форму

[REDS]

Сообщение от vedinzhener к примеру взять линейку поставить на стол надовить на нее,а затем просто держать руку свободно она(линейка) будет толкать руку вверх.

...если потом ещё чуть чуть надавить, то она сломается.
А если бы мы начинали давить на предварительно не напряжённую линейку...то соответственно после этих чуть чуть она бы ещё не сломалась, и можно было бы давить ещё, на величину предварительного вашего надавливания.

Сообщение от REDS ...если потом ещё чуть чуть надавить, то она сломается. А если бы мы начинали давить на предварительно не напряжённую линейку...то соответственно после этих чуть чуть она бы ещё не сломалась, и можно было бы давить ещё, на величину предварительного вашего надавливания.

Хороший пример.

Поэтому я в выше постах и говорил, что устойчивость стержня уменьшится при предварительном натяжении на величину N+G. Т.е. G (предварительное натяжение) уменьшит несущую способность стержня. Добавьте вместо неподвижной опоры нагрузку N... Получится та же "линейка" под нагрузкой.

[Rotfeder]

Сообщение от VVapan4ik : Поэтому я в выше постах и говорил, что устойчивость стержня уменьшится при предварительном натяжении на величину N+G. Т.е. G (предварительное натяжение) уменьшит несущую способность стержня.

Ошибка! При линейно-упругой работе предварительное натяжение не меняет крит. силу. Ни туда, ни сюда.
Это если говорить об исходной задаче.
В вашей схеме в этом сообщении стержень просто не несет никакой полезной нагрузки - кругом одни опоры

Сообщение от Rotfeder Ошибка! При линейно-упругой работе предварительное натяжение не меняет крит. силу. Ни туда, ни сюда. Это если говорить об исходной задаче. В вашей схеме в этом сообщении стержень просто не несет никакой полезной нагрузки - кругом одни опоры

Добавьте вместо неподвижной опоры нагрузку N. Перечитайте пост выше, я дополнил.

Хотя я ошибался, признаю, Разработчик в посте 415 все по местам расставил. Выигрыша от преднапряжения фактически никакого, легче толщину стенки увеличить, толку больше будет.

[nsivchuk]

Сообщение от VVapan4ik Добавьте вместо неподвижной опоры нагрузку N. Перечитайте пост выше, я дополнил.

Не пора ли обсудить что-то новое.
- Предлагаю осмыслить идею реальной возможности уменьшения эксцентриситета. Пока воздержусь от идеи того, как это выполнить.
Кто-то из форумщиков уже заявлял, что при отсутствии эксцентриситета сила сжатия может быть значительно большей, чем Ркр. Следовательно идея может оказаться плодотворной.
- Почему бы не рассмотреть и идею составного по длине стержня?

Сообщение от nsivchuk - Предлагаю осмыслить идею реальной возможности уменьшения эксцентриситета. Пока воздержусь от идеи того, как это выполнить. Кто-то из форумщиков уже заявлял, что при отсутствии эксцентриситета сила сжатия может быть значительно большей, чем Ркр. Следовательно идея может оказаться плодотворной.

Я уже говорил об эксцентриситете... Его Вам вряд ли удастся уменьшить... Для этого Вам нужно, к примеру, шлифовать торцы стержня параллельно, чтоб четко передать нагрузку... Но уж больно длина стержня большая... 2440 мм... Да и жесткости стержня нет... И точность его изготовления не та... Поэтому эксцентриситет тоже отпадает.
В реальных конструкциях устойчивость стержень теряет даже не достигая Ркр.

[Selkoff]

#415 что и требовалось доказать.

[sbi]

Сообщение от nsivchuk Не пора ли обсудить что-то новое.

Бамбуковая удочка? ( Или вставка в место предлагаемого разрыва элемента (стойки) с большей изгибной жЁсткостью)

[nsivchuk]

Сообщение от VVapan4ik Я уже говорил об эксцентриситете... Его Вам вряд ли удастся уменьшить... Для этого Вам нужно, к примеру, шлифовать торцы стержня параллельно, чтоб четко передать нагрузку... Но уж больно длина стержня большая... 2440 мм... Да и жесткости стержня нет... И точность его изготовления не та... Поэтому эксцентриситет тоже отпадает. В реальных конструкциях устойчивость стержень теряет даже не достигая Ркр.

Чтобы сказать "нет", долго размышлять не надо...
Причём шлифовка торцов, если опирание шарнирное?
Не могу согласиться, что жёсткости стержня нет. Она, конечно, маловата, но всё же есть.
Почему точность изготовления не та? По условию точность, как и материал, не ограничивалась.
Учитывая сказанное, отпадает ли эксцентриситет, уважаемый
заведомовсёзнающий?
Если не полностью отпадает, тогда рискну новым предложением попасть под новую волну...

Rotfeder! Cпасибо огромное за книгу. Уже кратко ознакомился и даже одну ошибочку заметил (техническую).

Сообщение от nsivchuk Чтобы сказать "нет", долго размышлять не надо... Причём шлифовка торцов, если опирание шарнирное? Не могу согласиться, что жёсткости стержня нет. Она, конечно, маловата, но всё же есть. Почему точность изготовления не та? По условию точность, как и материал, не ограничивалась. Учитывая сказанное, отпадает ли эксцентриситет, уважаемый заведомовсёзнающий? Если не полностью отпадает, тогда рискну новым предложением попасть под новую волну...

Шлифовка торцов - это конструктивно самый простой вариант. Достаточно же обеспечить параллельность торцов, чтоб передавать нагрузку без потери на изгибающий момент. Но, как говорили уже... все дело в длине... Стержень устойчивость теряет...
Что касается шарниров, то тут все гораздо сложнее... Шарниры и изготовить точно нужно, и приделать к стержню точно нужно, чтоб соблюдена была соосность... Или Вы собрались шарнир прям на концах стержня точить на станке? А как же ответные детали? Их же, опять же, изготовить нужно и потом соосно установить еще, чтоб эксцентриситет свести к "нулю"... С общей конструкторской базой тоже не понятно, где она вообще будет... Пока, словом, больше обстракции, чем реальности... Непонятно вообще как у Вас в целом конструкция работать будет... Вы же нам этого не говорите... Вы нам задачу какую-то обрезаную подсунули, и еще хотите, чтоб мы Вам еще точный ответ дали.

[nsivchuk]

Сообщение от VVapan4ik Шлифовка торцов - это конструктивно самый простой вариант. Достаточно же обеспечить параллельность торцов, чтоб передавать нагрузку без потери на изгибающий момент. Но, как говорили уже... все дело в длине... Стержень устойчивость теряет... Что касается шарниров, то тут все гораздо сложнее... Шарниры и изготовить точно нужно, и приделать к стержню точно нужно, чтоб соблюдена была соосность... Или Вы собрались шарнир прям на концах стержня точить на станке? А как же ответные детали? Их же, опять же, изготовить нужно и потом соосно установить еще, чтоб эксцентриситет свести к "нулю"... С общей конструкторской базой тоже не понятно, где она вообще будет... Пока, словом, больше обстракции, чем реальности... Непонятно вообще как у Вас в целом конструкция работать будет... Вы же нам этого не говорите... Вы нам задачу какую-то обрезаную подсунули, и еще хотите, чтоб мы Вам еще точный ответ дали.

А разве интересно отвечать только на простые вопросы?
Особых надежд на точный быстрый ответ и не рассчитывал. Но за одно принципиально верное решение обрадовался не только я, но многие форумщики.
Этот Ваш ответ, мягко говоря, слабоват... (За москвичами не угнаться).
- Почему бы не воспользоваться предварительным напряжением с целью регулировки напряжений в стержне? Ближе стало?
- Есть ещё принцип предварительного исполнения. (По Альтшуллеру).

nsivchuk: Да много еще чего есть на свете, задачи это не проясняет...
Сформулируйте в общем задачу, а не сосредатачивайтесь на одном только элементе. Может же оказаться, что Вашу общую задачу можно решить другими, и куда более экономичными средствами. Конструируют же не от "детали", а от общей поставленной задачи.

[sbi]

Сообщение от nsivchuk - Есть ещё принцип предварительного исполнения. (По Альтшуллеру).

Да, он, Альтшуллер, иногда появляется на форуме, можно и найти.

[Meregian]

Немного вклинюсь в ваши рассуждения.
Предлагаю такой вариант преднапряжения стойки, смотри вложенный файл.
Кратко суть изготовления:
-изготавливается стальной сердечник периодического профиля, аналог арматуры;
-далее отливают саму оболочку из алюминия с предварительным вложением в форму для литья стального сердечника;
-получаем в итоге преднапряженный стержень.
Учитывая разный коэффициент теплового расширения, для алюминия он на память в два раза больше чем для низкоуглеродистой стали, при кристаллизации оболочки (кстати поэтому оболочка и сделана из материала - алюминия с более низкой температурой плавления) получаем предварительно напряженный стержень-стойку. Стальной стержень будет выполнять роль пружины. Одновременно этот же стальной стержень при литье будет базой при начале кристализации оболочки стойки.
Можно варировать как материалами, так и конструкцией сердечника для получения необходимых предварительных напряжений.
PS. Реально вследствии неравномерной кристализации и высоких внутренних напряжений после отливки данной стойки - сложно получить достаточно прямой элемент.
_________________________________________________
сам механик - поэтому прошу без нападок со стороны строителей

[Flexxxxxxxx]

Сообщение от nsivchuk Важнейшее значение имеет вес, а не стоимость.

не читал все.
Только углепластик! На эпоксидном связующем. Либо бороные волокна с вольфрамовым стержнем (а лучше без него), а в качестве связующего - алюминиевы сплав.
Исходные данные - бредовые

Сообщение от ЛИС Если самостоятельно решить задачу не получится, то рекомендую обратиться в МГТУ им. Баумана там любят решать такие задачки.

Можно еще в Николаевский Институт Кораблестроения. Целая кафедра: "Проектирование и изготовление изделий из композиционных материалов"
Руководитель - Бурдун Евгений Тимофеевич. Довольно известная фигура в узких кругах...
Мощнейший прочнист

[Евгений, Екатеринбург]

Сообщение от Разработчик Чего ради вы все уперлись в Эйлерову силу? На рисунке она - черная гипербола, но вы же все считаете не по ней, а по цветным линиям. Так что ж вы старика тревожите!

Речь шла именно о критической силе как абсолютном маскимуме теоретической несущей способности, поэтому и вспомнили про Эйлера. Практический интерес темы равен нулю (ка бы многим этого не хотелось)

Сообщение от Разработчик В результате при сжатии у нас будет до текучести 1.8Ry=4410кгс/см^2. Обращаемся к таблице 72 и с помощью интерполяции находим fi=0.343. И теперь N=fi*A*Ry=6840кгс. Выигрыш 14%, существенно.

А вот это уже интересно - если устойчивость теряется в пластической стадии не должны ли мы оценивать текучесть по площадкам главных напряжений (ведь оболочка-то растянута другом направлении), а значит по Мизесу текучесть наступит раньше? И выигрыш в 14% - миф?

Сообщение от Разработчик Правда при таком давлении труба лопнет, но это не мой вопрос Пусть технологи думают, как создать предварительное растяжение

Растягивающие усилия пропорциональны радиусу, а необходимое давление обратно пропорционально квадрату радиуса, поэтому для больших труб необходимое давление будет меньше и возможно это бы имело практический интерес, но если все-таки оценивать по главным напряжениям, то будет ли теоретический выигрыш?

[p_sh]

не знаю предлагал кто-нибудь или нет.
Если трубу заполнить малосжимаемой жидкостью (водой), и нагрузку передавать на поршень, то в самой трубе будет отсутствовать сжимающее усилие (кроме собственного веса, и случайного эксцентриситета, силы трения поршня о поверхность трубы и т.п.). А следовательно вести разговор о потере устойчивости нет смысла. Следовательно, главным критерием работоспособности конструкции будет прочность трубы на давление создаваемое жидкостью

Под действием внутреннего давления p в них возникаютт осевые напряжения p*pi*r^2/(2*pi*r*t)=p*r/2t.

при толщине стенки t=4мм
А=0,016^2*3.14=0,00080384 м2
p=8000/0,00080384=9952229кг/м2=97 МПа.
Следовательно несущаяспособность обеспечена. для 8000 кг

[REDS]

Offtop: В Виларибо ещё моют протвини, а в Вилобаджо уже танцы.
Вы всё ещё кипятите... скоро пойдёт по 3-ему кругу одно и то же.

[Клименко Ярослав]

Короче, есть предложение поставить по исходным данным задачи гнутую квадратную трубу 60х3, на максимально предложенный габарит забить, а тему наконец-то закрыть.