[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.

[Rotfeder]

1) Вольмир А.С. Устойчивость деформируемых систем. 1967
http://dwg.ru/dnl/4808
Академический труд по вопросам устойчивости.

2. Пановко Я.Г., Губанова И.И. Устойчивость и колебания упругих систем
http://dwg.ru/dnl/7917 (издание 1987 года, существует свежее издание)
Популярная книга для инженеров. Доступным языком, но с необходимой степенью строгости излагаются интересные задачи
и парадоксы теории устойчивости. Разбираются ошибки, допущенные в процессе решения этих задач
(в том числе великими мира сего: Эйлером и Тимошенко).

3. Блейх Ф. Устойчивость металлических конструкций. 1959 г.
http://dwg.ru/dnl/3404
Интересна в частности изложением различных методов расчета на устойчивость (в том числе за пределами
упругости), обсуждавшихся полвека назад. Какие-то методы положены в основу СНиП, а какие-то благополучно забыты.

[Кулик Алексей aka kpblc]

У вас еще 36 часов на развлекалово.

[nsivchuk]

Сообщение от Ильнур Ну и я подытожу малость: Основоной причиной заблуждений многих и многих инженеров в понимании устойчивости является существующая методика предподнесения первого понятия в ВУЗах. Сводится она примерно вот к этому: Прибор очень ярко демонстрирует, что имеется ввиду, когда говорится о таком опасном явлении, как неустойчивость. Так ярко, что все нюансы блекнут и становятся невидимыми. После чего приводится формула Эйлера, и студент навсегда получает черно-белое представление о устойчивости. А именно, считает, что: 1. До Nкр все стоит исключительно прямо, после Nкр - полное отсутствие "жизни". А это не так. 2. До Nкр нет реакций опор, кроме вертикальной. Момент или поперечная сила возникают только при Nкр. А это не так. Итого: нужно как-то по-другому преподносить, например, как изгиб с резким выгибом после Nкр.

Спасибо, Ильнур! Но, полагаю, что предложенного Вами недостаточно.
- Например, надо показать изгиб свободно размещённого в канале футляра стержня большой гибкости. Ведь некоторые мои оппоненты остались в убеждении, что футляр теряет устойчивость из-за передачи на него сил трения от стержня... Этот, считаю, неочевидный способ потери устойчивости (при отсутствии в стержне-футляре внешнего сжатия) требует особого пояснения с показом соответствующих экспериментов. Интересно при этом показать существенную разницу между мягким (медленным) и жёстким (быстрым) загружением стержня большой гибкости в футляре... Желательно также показать разницу в потерях устойчивости стержней в футляре при разных модулях упругости стержней и футляров. Это нужно для конструкторов. Если тему не закроют, я покажу свой замысел реального конструирования эффективных стержней, состоящих из стержней в футлярах. (Естественно, что футляры там будут весьма габаритными и жёсткими).
- Полагаю также, что надо доходчиво с примерами и экспериментами над одним и тем же стержнем показать, какие возможности восприятия нагрузки сжатия кроются в этом стержне (в зависимости от условий закрепления концов, форм изгиба, регулирования внутренних локальных напряжений, ...). Подвести к тому, что стержень может нести нагрузку, изменяющуюся от минимальной до максимальной (от Рмин. до 4*Р мин.) и что других значений для относительно прямых стержней быть не может. (Я так понял, что иные мои оппоненты находятся в убеждении, что стержень может терять устойчивость при нагрузке, которая меньше Рмин. И ещё при этом ссылаются на эксперименты. Если это так, то тогда теория не верна. Однако я убеждён, что теория верна. А выложенный мной график как раз это и доказывает. В реальных экспериментах реальная сила превосходит Рмин для гибких стержней).
- Что же касается необходимости показа моментов и поперечных сил, то без этого, видимо, невозможно объяснить потерю устойчивости футляром.
Мне представляется, что вообще понятие "продольный изгиб" не очень удачное. Ведь выводится формула Эйлера на основе описания линии изгиба балки!.. А изгиб балки является всегда поперечным.
- Кроме того, надо показать, что в этом разделе теория отступает от некоторых своих постулатов (напряжения от продольного изгиба не могут, как обычно, складываться с напряжениями поперечного изгиба...)
В общем, раздел теории устойчивости не так прост, как его зачастую преподносят. А потому, возможно, могут возникать определённые вопросы, на которые не всегда могут найтись быстрые и точные ответы.
С уважением. Н. Сивчук. Естественно, что на данном этапе обсуждения, когда самое интересное, инженерное только начинается, я против закрытия темы...

[Разработчик]

nsivchuk

Например, надо показать изгиб свободно размещённого в канале футляра стержня большой гибкости. Ведь некоторые мои оппоненты остались в убеждении, что футляр теряет устойчивость из-за передачи на него сил трения от стержня... Этот, считаю, неочевидный способ потери устойчивости (при отсутствии в стержне-футляре внешнего сжатия) требует особого пояснения с показом соответствующих экспериментов. Интересно при этом показать существенную разницу между мягким (медленным) и жёстким (быстрым) загружением стержня большой гибкости в футляре...

Мыши плакали, кололись, но продолжали есть кактус...

Если тему не закроют, я покажу свой замысел реального конструирования эффективных стержней, состоящих из стержней в футлярах.

Что мешало сделать это раньше? Впрочем, мы уже кое что видели... "плавали - знаем".

Мне представляется, что вообще понятие "продольный изгиб" не очень удачное

И что Вам не нравится? Ну может так лучше: поздовжній згин?

Кроме того, надо показать, что в этом разделе теория отступает от некоторых своих постулатов (напряжения от продольного изгиба не могут, как обычно, складываться с напряжениями поперечного изгиба...)

Ага..., старика Эйлера нам мало, мы еще и на принцип суперпозиции в линейно-упругой задаче покушаемся! Аппетиты растут, так скоро от классической механики камня на камне не останется.

Кулик Алексей aka kpblc

У вас еще 36 часов на развлекалово.

Спасибо, воспользуемся

[Ильнур]

Сообщение от nsivchuk ... полагаю, что предложенного Вами недостаточно....

Вижу - недостаточно: п.759 проигнорирован.

[nsivchuk]

Сообщение от Ильнур Автор, п.1: 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. Участник, п. 26: По Эйлеру Fкр= (Пи^2)*E*I/(L^2). Imax, который можно получить при "круглом" габарите ф40 мм, равен 12,566 см^4. Из этого следует, что цель достигается только при условии, что Е>385 ГПа. Автор, п. 30: решение желательно получить для сталей.... Одно из решений действительно кроется в предварительном напряжении стержня, которое Эйлер не учитывал. Указываю ошибку конкретно: кроется. Правильно – 8000 не кроятся.

Спасибо, Ильнур. Я обязан ответить.
Могу, конечно, ошибаться, как все смертные, но остаюсь при своём мнении о том, что с помощью локальных преднапряжений (см. стр. 4 вложения п. 719) можно регулировать в определённых пределах внутренние (локальные) напряжения в стержне, а значит и несколько увеличивать несущую способность такого стержня без преднапряжений. Каких-либо доказательных опровержений этому, кажется, пока не было.
С уважением. Н. Сивчук.

[baaba]

nsivchuk - браво, удачный рейд!!

[sbi]

Все это напоминает сказку о лисе и волке
«Ты, куманек, ступай на реку, опусти хвост в прорубь, сиди да приговаривай: «Ловись, рыбка, и мала и велика, ловись, рыбка, и мала и велика!» Так рыба тебя сама за хвост будет хватать. Как подольше посидишь, так больше наудишь.»
«Могу, конечно, ошибаться, как все смертные, но остаюсь при своём мнении «(#766)
«я покажу свой замысел реального конструирования эффективных стержней, состоящих из стержней в футлярах. (Естественно, что футляры там будут весьма габаритными и жёсткими)."(#763)

[ANRE]

Попробовал загнать Вашу задачу в машину, маловат радиус инерции, для увеличения предлагаю использовать пучёк стержней объединённый в единую систему с наружным диаметрном 40. При конструировании возможна масса вариантов, от матрёшек до каната главное победить гибкость

[Lev_37]

Евгений, Екатеринбург! к #749
Не вижу дружного хора поддержки закрытия темы и поддержки текста итога коллективного мнения. Предполагаю, что не нашлись

желающие (и сведущие в вопросах устойчивости) могут высказывать свои предложения по итогу

По текту "итога":
п.1.Кто бы спорил. Эйлер это памятник Инженеру.
п.2. Хотел бы увидеть материал, не имеющий предела прочности. Даллее умозаключения весьма сомнительны и далеки от реальности.
п.3. А если центрально-сжатый стержень ограничен в искривлении, например в футляре любого вида и материала. Поперечные силе при потере устойчивости малы.
п.4. Бредовое утверждение об исключении преднапряжения при расчете критической силы. Например сжатие пневмостержня, изготовленного из малопрочного материала (можно применить углепластики по нанотехнологии) с минимальным модулем упругости.
5. Упругость опор необходимо учитывать. Согласен.
6.Это утверждение общеизвестных положений.
7. В Скаде и Лире есть расчет стержней с преднапряжением?
Не вводите людей в заблуждение!
Поддерживаю автора темы в направлении повышения устойчивости и, соответственно, несущей способности сжатых стержней в футляре. Этот прием позволяет свести расчетную длину стержня между узлами синусоиды до минимума, но увеличивает габариты и вес изделя в целом.
Пожалуй поддержу предложение по закрытию темы при условии открытия новой, очищенной от излишне большого мусора в мышлении и пустого многословия.
С уважением

[Integer]

Тээкс ребятам что то тут мутит воду - центрально сжатый стержень без эксцентриситетов, материал - желательно сталь, максимальный диаметр 4 сантиметра, это 100% композит, причем я бы сказал что это ближе к трубобетону, обоймой служит труба, а заливаете бетоном высокой марки, для такого стержня обычный расчет потери устойчивости не проходит как для чистого материала, я так извращался в институте, если интересно могу покопатся, но это уже запрос на КТН

[nsivchuk]

Сообщение от ANRE Попробовал загнать Вашу задачу в машину, маловат радиус инерции, для увеличения предлагаю использовать пучёк стержней объединённый в единую систему с наружным диаметрном 40. При конструировании возможна масса вариантов, от матрёшек до каната главное победить гибкость

Спасибо. Это и есть инженерный подход.
Принципиальная схема предложенного мной резино-металлического стержня такова: три одинаковых стальных прутка расположены у периферии круглого (в основном резинового) сечения. На периферии сечения расположена сетка из корда (или сплошная тонколистовая стальная мембрана). При сжатии такого стержня его сечение превращается в треугольное. В вершинах этого треугольного сечения находятся стальные стержни, удерживаемые от потери устойчивости натянутой сеткой-мембраной. Ясно, что момент инерции полученного в результате сжатия треугольного сечения станет большим, чем первоначально круглого сечения.
Ещё раз спасибо. С уважением. Н. Сивчук.

Для Lev-37: Огромное спасибо за Вашу моральную поддержку и поддержку темы, как таковой, хотя должен сказать, что не во всём с Вами согласен... Действительно всё познаётся в сравнении.
Присоединяюсь к Вашему мнению о #749, в котором прописные истины соседствуют с БСК. Я прямо опасаться стал за Евгения. Как бы его не разорвало от внутреннего перенапряжения собственной важности и непогрешимости. И ещё такая мысль возникла: Если "доноситель до поколений" сам признаёт за собой возможность войти в заблуждения из-за какого-то там "технического невежды, болтуна и пр. и пр.", то с каких щей он самоназначает себя Мессией и Верховным судьёй одновременно?
С уважением. Н. Сивчук.

[Lev_37]

Николай!Лет 60 тому назад провел практический опыт пробивки швейной диаметром примерно иглой монеты в 5 копеек - латунный сплав толщиной примерно 1мм. Последовательность действий:взял натуральную пробку от шампанского (не склеенную крошку) и обрезал аккуратно на высоту25-30мм> иголку обломил по длине меньше пробки на 2-3мм> иголку с помощью плоскогуцев задавил по оси пробки > поставил на монету и легкими ударами или нажатием бойком опустил иголку до соприкосновения с монетой> поддерживая пробку вертикально с полным прилеганием товца к монете резким ударом молотка осадил пробку до выхода иголки через монету.
Это самый простой и незатратный способ проведения эксперимента на устойчивость стержня (иглы) в футляре (пробка).Экспериментируйте, анализируйте и выкладывайте свои соображения.
К #770. В чем Вы со мной не согласны?

[nsivchuk]

Сообщение от Lev_37 Николай!Лет 60 тому назад провел практический опыт пробивки швейной диаметром примерно иглой монеты в 5 копеек - латунный сплав толщиной примерно 1мм. Последовательность действий:взял натуральную пробку от шампанского (не склеенную крошку) и обрезал аккуратно на высоту25-30мм> иголку обломил по длине меньше пробки на 2-3мм> иголку с помощью плоскогуцев задавил по оси пробки > поставил на монету и легкими ударами или нажатием бойком опустил иголку до соприкосновения с монетой> поддерживая пробку вертикально с полным прилеганием товца к монете резким ударом молотка осадил пробку до выхода иголки через монету. Это самый простой и незатратный способ проведения эксперимента на устойчивость стержня (иглы) в футляре (пробка).Экспериментируйте, анализируйте и выкладывайте свои соображения. К #770. В чем Вы со мной не согласны?

-Спасибо. Вы сняли с меня необходимость приводить данный эксперимент, который я должен был показать в удобной ситуации. Не только монету, но и лист стекла можно продырявить таким способом. Однако надо иметь ввиду способ нагружения. При медленном возрастании нагрузки на иглу она скорее всего выпучится внутри пробки и сломается до того, когда возникнет отверстие. А если иглу поместить в канал, например, стальной пробки, оставив её минимально необходимую длину за пределами пробки-футляра, то тогда можно и медленным приложением осевого усилия получить огромную несущую способность иголки.
-Моё несогласие с Вами совпадает примерно с мнением Ильнура, который Вам отвечал на Ваши расчёты.
С уважением. Н. Сивчук.

[sbi]

А вот это напоминает Вовку из тридевятого царства, который золотую рыбку обозвал «килькой несчастной».
«Не стоит, уважаемый, килькой непонимающей прикидываться, на СНиПы ссылаться, ниспровергателем обзывать и гибелью людей пугать. Вы уже многократно "обучали" формулой Эйлера. А когда я начал считать по этой формуле, Вы стали "обучать" нормами.
Не сказал я "гоп", а только выдвинул предположение, которое опровергнуть можно только экспериментом...».
Есть и возникают порой особые условия, например, после землетрясений, когда крайне необходимы, бывают малогабаритные лёгкие стержни большой несущей способности... Для некоторых монтажников и МЧС такие стержни с недопустимой по нормам гибкостью могут очень даже пригодиться. (#764)

[Ильнур]

Сообщение от nsivchuk ... Я обязан ответить. Могу, конечно, ошибаться, как все смертные, но остаюсь при своём мнении о том, что с помощью локальных преднапряжений (см. стр. 4 вложения п. 719) можно регулировать в определённых пределах внутренние (локальные) напряжения в стержне, а значит и несколько увеличивать несущую способность такого стержня без преднапряжений. Каких-либо доказательных опровержений этому, кажется, пока не было. С уважением. Н. Сивчук.

Ответить я не обязан, но Вы УЖАСНО ошибаетесь. Видимо, читаете посты без вникания, или с предвзятым вниканием (такое бывает при определенном состояни души - инженер в какой-то степени тоже человек ) - доказательства, причем и в более обобщающем виде, БЫЛИ! Перечитайте тему с начала.

Lev_37:

...иголку с помощью плоскогуцев задавил по оси пробки. Это самый простой и незатратный способ проведения эксперимента на устойчивость стержня (иглы) в футляре (пробка).Экспериментируйте, анализируйте и выкладывайте свои соображения.

Вы сами же себя обманываете:
1, главное - пробка - это вещество, т.е материал, он имеет свою упругость, свои размеры, т.е. EI. И иголка работает уже в системе из самой иголки и пробки. Если даже не бить молотком, а медленно давить, можно продавить монету.
2, скрытое - Вы припутали, а это неприлично, динамику. Если разогнать гибкую стальную нитку как пулю, она и без пробки пробъет монету. Хрен с пальцем, как говорится, перепутали. После НОРМАЛЬНЫХ анализов потребность в экспериментах отпадет.
Ужасно в основном не то, что ошибка автором не признается (он например мог и пари заключить, что запросто замутит тему, которая наберет 1000 постов за две недели ), а развращает других.

Насчет закрыть тему - я бы оставил и понаблюдал, сколько еще невинных душ удастся автору вовлечь в решение нерешаемой задачи.

[Евгений, Екатеринбург]

Сообщение от Кулик Алексей aka kpblc У вас еще 36 часов на развлекалово.

отлично, но можно ли сделать так, чтобы еще в крышку гроба этой темы вогнать гвоздь побольше и не дать вылезти ей в любом новом виде. Ставлю 10 против одного что автор не уймется.

Сообщение от nsivchuk прописные истины соседствуют с БСК

Видите ли, я не претендовал на новизну, я описал именно прописные истины для тех кто их не знает, а то что Вы считаете БСК это тоже прописные истины, но только Вы их не знаете.

Сообщение от nsivchuk ...непогрешимости ... сам признаёт за собой возможность войти в заблуждения

Есть некоторое противоречие в этих словах, я так думаю...

Сообщение от nsivchuk с каких щей он самоназначает себя Мессией и Верховным судьёй одновременно?

Вы все время утверждали что я Вас некорректно цитирую, так покажите как правильно цитировать - таких слов я не говорил ни в каком виде, более того, как я уже сказал я, в отличие от Вас, не претендую на архиновизну своих мыслей.

Сообщение от Lev_37 утверждение об исключении преднапряжения при расчете критической силы

Это уже даже автору темы стало понятно - про идею с преднапряжением он теперь скромно умалчивает...

Сообщение от Lev_37 В Скаде и Лире есть расчет стержней с преднапряжением?

Не знаю, я говорил о современных программных комплексах, а не о Лире и Скаде. Я использую ANSYS и СТАТИКУ, ну и голову само собой.
Добавлено:
В лире есть учет преднапряжения, но только я люблю температурой задавать, а не фаркопфом, с температурой устойчивость будет теряться точно так же, с фаркопфом не знаю - вряд ли лира правильно тут посчитает.

А вообще тема неплохая получилась - в детстве любил наблюдать как наша кошка ловила мышь, но не съедала ее сразу, а долго играла, понятно что мышь на порядок слабее кошки и участь мыши предопределена, но как цепляется за каждую соломинку мышь и как играет кошка - загляденье просто.

Расскажу еще об одной задаче, которую я решил недавно, понятно что с точки зрения механики новизны в ней нет, но все же.
1. Передо мной стояла задача посчитать железобетонный простенок усиленный швеллерами, при этом соотношение размеров простенка было такое, что учитывать эффект обоймы было нельзя.
2. Отдельно железобетонный простенок или отдельно швеллера не проходили на все вертикальное усилие из-за продольного изгиба (=потери устойчивости). Как посчитать их совместно? Это нельзя считать элементом с жесткой арматурой, так элементы не работают совместно, как бетон с арматурой.
3. Я задал железобетонный простенок, но добавил еще две жестких опоры по высоте, т.е. разбил по третям.
4. Задавшись начальными несовершенствами (прогибом в середине стержня) я посчитал горизонтальные реакции в назначенных дополнительных связях.
5. Приложил указанные реакции к швеллеру и посчитал его на устойчивость по деформированной схеме с данными дополнительными горизонтальными нагрузками.
6. Получил прогиб швеллера в местах приложения нагрузок (и от горизонтальных сил, и от вертикальных). Расчитал жесткость связей, как нагрузка/перемещение.
7. Задал полученную конечную жесткость связей при расчете железобетонного простенка и рассчитал его.
Таким образом, я посчитал систему, которую напрямую по действующим нормам я посчитать не мог. Для железобетонного простенка, действительно, швеллера являлись футляром и сдерживали его от потери устойчивости (причем не абсолютно жестко, а с прогибом), но увеличение несущей способности железобетонного простенка достигнуто за счет уменьшения несущей способности швеллеров. Чуда нет и быть не могло, я лишь говорю о том как я посчитал данную систему. Естественно, в расчете много вольностей, например количество связей, но я начал с одной в центре, потом посчитал с двумя и понял что разница небольшая. Есть еще вопрос как я получил какая часть вертикального усилия пришлась на швеллера, а какая на бетон, но это выходит за рамки темы и присутствующим металлистам (коим я не являюсь) будет не интересно.

[Rotfeder]

Сообщение от nsivchuk Я прямо опасаться стал за Евгения. Как бы его не разорвало от внутреннего перенапряжения собственной важности и непогрешимости.

Весьма обидно, что Вы не удержались и начали хамить оппонентам.
Вы сами признаетесь, что не умеете считать конструкции на устойчивость и обращаетесь за помощью к тем, кто умеет. Ну так слушайте, что они Вам говорят. А еще лучше, попытайтесь научиться считать сами. Вот, например, задачка со швеллерами - решается просто (если предположить, что не будет потери плоской формы изгиба - но это в данном случае не важно). Решение абсолютно аналогично решению задачи у Пановко с начальной погибью в виде синусоиды, которое Вам так понравилось. Решите ее сами. Может потом и с остальными Вашими схемами разберетесь.
С резино-металлическим стержнем дело кончится тем, что стальные стержни прогнуться не в разные стороны, а в одну, и все рухнет. Если искать рациональное зерно в этой идее, то стальные стержни нужно не удерживать от выгиба наружу, а наоборот расталкивать в разные стороны. Сконструируйте самособирающуюся ферму - в начальном состоянии все стержни в пучке: три длинных и три коротких, а под нагрузкой короткие проворачиваются и превращаются в распорки (в виде треугольника). Бред, конечно, но можно поиграться.


Integer
Про трубобетон.
Нет тут никакого запроса на КТН - студенческий уровень. Идеализируете все по максимуму, получаете верхнюю оценку несущей способности, убеждаетесь, что не проходит, если только не заменить бетон на что-нибудь типа иридия


Lev_37
Вам Ваше заблуждение насчет пневмостержня не понятно?
Посмотрите пост mst #478

[Евгений, Екатеринбург]

Сообщение от Rotfeder если предположить, что не будет потери плоской формы изгиба - но это в данном случае не важно

простенок можно считать нагруженным центрально, т.е. случайные эксцентриситеты конечно вводятся, но по СП случайные эксцентриситеты вводятся отдельно друг от друга, а не вместе, кроме того швеллера соединены планками, а жесткость железобетонного простенка на кручение достаточно велика.
Попутно вопрос: а почему для криволинейной диаграммы не введено ограничение по предельной деформации 0,0035? Как я понял диаграмма взята из Еврокода, но ведь там есть ограничение... И что делать если при данной величине нагрузки возникают ошибки нелинейного расчета (видимо не сходятся итерации), т.е. несколько повышаешь нагрузку и решение сходится?

[kulkov]

Предлагаю посмотреть Бельский М.Р. Усиление металлических конструкций под нагрузкой. 1975г. Там описана упругопластическая работа усиленных сжатых стержней.