[Filя]

Здравствуйте формчане.
Вопрос первый: Стальная стойка из квадратной трубы 120х5 длиной 3м., База стойки жёсткая, свободный конец загружен вертикальной силой N=1.5т. и моментом М=1,27т*м. При расчёте на прочность по п. 5,25 результаты показывают 80% от предельного значения. При проверки устойчивости по п. 5,27 пишет что расчёт не требуется т.к. mef>20. Т.е. по идеи стойка должна проходить. Но если я увеличеваю сечение стойки до 140х5 например, то расчёт на устойчивость по п.5,27 уже не проходит с условием что процент испльзования сечения привышает дпустимый 120% при тех же нагрузках. ПОЧЕМУ?
Вопрос второй: В п. 5,27 указанно, что если mef>20, то расчёт следует выполнять как для изгибаемых элементов. НО! Изгибаемые элементы проверяются на устойчивость только для балок двутаврового сечения (проверка устойчивости стенки двутавра п. 5,15). А у меня квадратная труба. По какому пункту выполнять расчёт?

Сообщение от nsivchuk Извините, что скажу

Фу, вы меня успокоили на счет футляра ) А то на ночь глядя мерещились бы мне всякие небесные страсти
А вот

Сообщение от nsivchuk А для получения экономического эффекта площадь сердечника надо максимально уменьшать, для чего и применяем высокопрочный материал.

это не совсем понимаю... Гораздо легче достичь же желаемого результата изменив диаметр, к примеру, футляра, или изменив его прочность, без всяких там фокусов и плясок с бубном вокруг стержня... Предлагаю сделать стержень воздушным

[german-nk]

Сообщение от Ильнур Пока положительный эффект не достигнут.

Положительный эффект обязательно будет ему, эффекту, деваться некуда.
И новизна есть. Просто на пальцах пытался объяснить суть происходящего.

Сообщение от german-nk Положительный эффект обязательно будет.

Да эффект в том-то и дело чисто теоретический есть. Здесь считать даже не нужно. Ведь конструктивно цельный стержень выигрывает всегда перед трубой-футляром по несущей нагрузке. Осталось же ответить на вопрос, какая экономия достигнется в nsivchukовском би-стержне и за счет каких конструктивно-технологических решений? А вот об этом пока тихо...

[nsivchuk]

Сообщение от VVapan4ik Фу, вы меня успокоили на счет футляра ) А то на ночь глядя мерещились бы мне всякие небесные страсти А вот это не совсем понимаю... Гораздо легче достичь же желаемого результата изменив диаметр, к примеру, футляра, или изменив его прочность, без всяких там фокусов и плясок с бубном вокруг стержня... Предлагаю сделать стержень воздушным

Вы снова не всё прочли или не всё усвоили. Ведь мной дано корректное сравнение традиционного трубчатого стержня с би-стержнем. При равной несущей способности, равных наружных диаметрах и равных материалах трубы и футляра эффект снижения массы (при больших диаметрах тонкостенных труб) весьма и весьма ощутим. А достигается это исключительно и только за счёт резкого увеличения прочности сердечника - такой прочности, которой нельзя (по нашим нормам) достичь в материале трубы. (Rc >> Rф). Причём би-стержень в традиционной трактовке (при одинаковом материале футляра и стержня) ни при каких обстоятельствах не может дать положительного эффекта уж только потому, что СНиПовское Фи би-стержня будет всегда меньше Фи сплошного эквивалентного стержня. Так что не вижу иной возможности достижения положительного эффекта, кроме применения эффективных материалов. В Би-стержне применение материалов для сердечника самой высокой прочности (R=18000) возможно, чего нельзя сказать о традиционных стержнях и о футлярах би-стержней.
И ещё важный момент. Модули деформации сердечника и футляра могут отличаться между собой во много раз. Это как раз и даёт возможность применения комбинации самых разных материалов.
Эффект, несомненно, есть. Он мной давно обнаружен. Но то чего от меня добиваются - конкретной и самой эффективной конструкции, я пока выкладывать не хочу. И Вы на моём месте, думаю, не спешили бы с этим.

Сообщение от nsivchuk Вы снова не всё прочли или не всё усвоили.

Я поправился уже постом выше... Что-то меня сегодня заклинило ) В облаках летаю ) Но за напоминание исходной задачи спасибо )

[Cfytrr]

После рассмотрения результатов собственных расчетов представленных примеров пришел к следующим выводам, по пунктам:
1. Центрально сжатые стержни утрачивают несущую способность в результате достижения сжимающей силы одного из двух значений:
а) Nэ=pi^2*E*J/L^2 –стержень потерял устойчивость
б) Ns=Rs*A -стержень достиг предела текучести

2. Пример стержня типа (а)
пруток d=1.5 см Rs=25000 кг/см2 L=300 см A= 1.77 см2 J= 0.249 см4
по «Текучести» Ns=25000* 1.77=44250 кг
по «Эйлеру» Nэ= 3.14^2*2.1e6*0.248/300^2=57.1 кг
Несущая способность N=57.1 кг.


3. Пример стержня типа (б)
труба 200х2мм. Rs=2450 кг/см2 L=300 см A=12.44 см2 J=609.72 см4
по «Текучести» Ns=2450*12.44=30478 кг
по «Эйлеру» Nэ= 3.14^2*2.1e6*609.72/300^2=140271 кг
Несущая способность N=30478 кг.


4. Если мы внутрь стержня типа (б) вставим стержень типа (а) и объединим их всем уже известным способом, то получим систему, в которой за общую потерю устойчивости отвечает стержень типа (б)
по «Эйлеру» Nэ= 3.14^2*2.1e6*609.72/300^2=140271 кг,
а за осевое сжатие стержень типа (а)
по «Текучести» Ns=25000* 1.77=44250 кг он не может потерять общую устойчивость в связи с тем, что 44250<140271
Несущая способность системы N=44250 кг.

Остается открытым вопрос, не «покорежит ли» сердечник поддерживающую тонкую оболочку, какая доля сжимающих усилий будет-таки, передана на оболочку, но это уже другие вопросы.
Если в чем то заблуждаюсь, поправьте.

Сообщение от Ильнур Лира 9.4 не открывает файлы с п.213:

И не откроет, давно уже увидела свет Лира 9.6

Сообщение от Ильнур Выгиб в 100 мм это в какой момент - при 35 тоннах?

да

Сообщение от Ильнур Верт. ход сердечника при этом - 40 мм?

да

Сообщение от Ильнур Эти расчеты - без физнелина? Как думаете - он нужен?

да, без физнелина, думаю нужен он не особо, но для полного удовлетворения не помешает

Сообщение от Ильнур Единственное, что удалось узнать - диаметр футляра 165 мм - по названию файла.

система принята длинной 3000мм, состоящей из сердечника 16,29 мм диаметром и футляра 165х0,9615мм при начальной нагрузке на сердечник 25т и начальном эксцентриситете 4,8 мм. Модуль упругости принят одинаковым для элементов системы Е=2е7т/м2

[nsivchuk]

Сообщение от VVapan4ik Фу, вы меня успокоили на счет футляра ) А то на ночь глядя мерещились бы мне всякие небесные страсти А вот это не совсем понимаю... Гораздо легче достичь же желаемого результата изменив диаметр, к примеру, футляра, или изменив его прочность, без всяких там фокусов и плясок с бубном вокруг стержня... Предлагаю сделать стержень воздушным

Вы снова не всё прочли или не всё усвоили. Ведь мной дано корректное сравнение традиционного трубчатого стержня с би-стержнем. При равной несущей способности, равных наружных диаметрах и равных материалах трубы и футляра эффект снижения массы (при больших диаметрах тонкостенных труб) весьма и весьма ощутим. А достигается это исключительно и только за счёт резкого увеличения прочности сердечника - такой прочности, которой нельзя (по нашим нормам) достичь в материале трубы. (Rc >> Rф). Причём би-стержень в традиционной трактовке (при одинаковом материале футляра и стержня) ни при каких обстоятельствах не может дать положительного эффекта уж только потому, что СНиПовское Фи би-стержня будет всегда меньше Фи сплошного эквивалентного стержня. Так что не вижу иной возможности достижения положительного эффекта, кроме применения эффективных материалов. В Би-стержне применение материалов для сердечника самой высокой прочности (R=18000) возможно, чего нельзя сказать о традиционных стержнях и о футлярах би-стержней.
И ещё важный момент. Модули деформации сердечника и футляра могут отличаться между собой во много раз. Это как раз и даёт возможность применения комбинации самых разных материалов.
И ещё одно важное обстоятельство состоит в том, что повышать прочность футляра в би-стержне нет резона. Повышение прочности даст в итоге увеличение прогиба (эксцентриситета), что, естественно, нежелательно. Поэтому футляр должен быть из материала с максимальным Е и, по возможности, с максимальным I. А материал сердечника может быть любым, обеспечивающим необходимую прочность на сжатие в полном соответствии с возможностью футляра.
Эффект, несомненно, есть. Он мной давно обнаружен. Но то, чего от меня добиваются - конкретной и самой эффективной конструкции, я пока выкладывать не хочу. И Вы на моём месте, думаю, не спешили бы с этим.

К посту #226:
С огромным внутренним удовлетворением прочёл Ваше чёткое изложение.
Замечания мои такие: 1. Вы рассмотрели работу стержня при отсутствии начального эксцентриситета. Если учитывать начальный эксцентриситет, то необходимо тогда и говорить о понятном изгибе футляра с самого начала нагружения сердечника. Впрочем и для Эйлеровой постановки я бы говорил об изгибе футляра. 2. Я бы не стал говорить о текучести футляра, поскольку он вообще не испытывает сжатия. 3. Понятные на первый взгляд опасения об устойчивости стенки футляра считаю, мягко говоря, преувеличенными. Дело в том, что эти поперечные усилия месьма малы. Дело также и в том, что футляр вообще в нашем случае можно принимать с очень тонкой, недопустимой по нормам, стенкой. Ведь мы в би-стержне, по сути, вольно или невольно (желательно с определённым смыслом) подкрепляем футляр от потери его местной устойчивости. К тому же футляр не сжимается, а изгибается, а это лучше, чем сжатие. Да и напряжения от изгиба уменьшаются от середины к концам. Если вспомнить приводившися на форуме преднапряжённый Шуховский стержень, состоящий из поставленных друг на дружку катушек, внутри которых натянут тросик и представить, что именно подобные катушки внутри нашего футляра обеспечивают устойчивость сердечника (вместо тросика), то мои рассуждения, надеюсь, станут более понятными.
Спасибо Вам.

[IBZ]

Сообщение от Разработчик IBZ От Вас я этого не ожидал, могли бы догадаться, что тонкая обечайка наиболее благоприятный случай, иначе бы я ее не привел. Только из уважения к Вам, расчет для толстой в doc.

Ну что поделаешь, образование такое (строительное) - вот и сомневаюсь в "прописных истинах". Но за уважение - спасибо. Правда, как мне показалось, там расчет отличается на формулы для тонкостенного и толстого кольца. Но дело, думаю, не в этом. Во всех Ваших (да и других тоже) выкладках присутствует формула Эйлера в чистом виде. Причем она лежит основой всех последующих выкладок-доказательств. А ведь основоположник решал задачу со стержнем абсолютно свободным от каких-либо закреплений в пролете ... Собственно в этом и есть все мои сомнения

Сообщение от Разработчик Кстати, давайте определимся: допускаем пластику или нет? И чего хотим достичь?

Давайте для сердечника допускать не будем. А достичь ... ну не знаю даже, может истины? Последняя для меня до сих пор не ясна (см. выше)

Сообщение от Разработчик А теперь вспоминаем про коэффициент Пуассона. Или Вы собрались сердечник из пробки делать?

Не, не забыл. Но сей фактор будет равномерно растягивать оболочку в кольцевом направлении в размере, ну скажем так, для реальных сечений небольшом.

P.S. Еще раз формулирую свои сомнения: мне кажется, что для схемы, предложенной nsivchuk классическая формула Эйлера неприемлема ни для конечной оценки, ни для промежуточных выкладок. Ну что с меня (строителя) взять, ну не механики мы ...

P.P.S. nsivchuk ну попросите модераторов выделить тему би-стержня. А то как-то неудобно, право, автор темы о другом-то спрашивал.

[nsivchuk]

Сообщение от IBZ Ну что поделаешь, образование такое (строительное) - вот и сомневаюсь в "прописных истинах". Но за уважение - спасибо. Правда, как мне показалось, там расчет отличается на формулы для тонкостенного и толстого кольца. Но дело, думаю, не в этом. Во всех Ваших (да и других тоже) выкладках присутствует формула Эйлера в чистом виде. Причем она лежит основой всех последующих выкладок-доказательств. А ведь основоположник решал задачу со стержнем абсолютно свободным от каких-либо закреплений в пролете ... Собственно в этом и есть все мои сомнения Давайте для сердечника допускать не будем. А достичь ... ну не знаю даже, может истины? Последняя для меня до сих пор не ясна (см. выше) Не, не забыл. Но сей фактор будет равномерно растягивать оболочку в кольцевом направлении в размере, ну скажем так, для реальных сечений небольшом. P.S. Еще раз формулирую свои сомнения: мне кажется, что для схемы, предложенной nsivchuk классическая формула Эйлера неприемлема ни для конечной оценки, ни для промежуточных выкладок. Ну что с меня (строителя) взять, ну не механики мы ... P.P.S. nsivchuk ну попросите модераторов выделить тему би-стержня. А то как-то неудобно, право, автор темы о другом-то спрашивал.

Если Вы просите, то и я прошу модераторов открыть тему: Би-стержень и перенести в неё из этой темы посты, начиная с начала его обсуждения.

Сообщение от nsivchuk Но то, чего от меня добиваются - конкретной и самой эффективной конструкции, я пока выкладывать не хочу.

Вот смастерил эдакую би-стержневую калабуду для наглядности... чтоб видно было, с какими конструктивными и технологическими трудностями придется иметь дело, если все же какой-то ощутимый экономичный эффект в формулых достигнется
Или я может опять чего недопонял?

[Cfytrr]

VVapan4ik, Не, не пойдет, такое количество "пятаков" съест всю экономию, и опять таки Пуассон на них будет вредно влиять
лучше вот так:

Сообщение от Cfytrr лучше вот так:

Но это тоже не простецкая конструэнция ) Да и алюминий всю экономию сожрет ) Сопрут )
Но реклама хорошая Что то скользкое Что то прочное Что то дешовое
Разворачиваем рекламную компанию

[Ильнур]

Сообщение от palexxvlad ...да, без физнелина, думаю нужен он не особо, но для полного удовлетворения не помешает...

Ну, раз особо не нужен, то будем считать, что расчеты пока закончены.

Сообщение от palexxvlad ...система принята длинной 3000мм, состоящей из сердечника 16,29 мм диаметром и футляра 165х0,9615мм при начальной нагрузке на сердечник 25т и начальном эксцентриситете 4,8 мм. Модуль упругости принят одинаковым для элементов системы Е=2е7т/м2

Вот эту конструкцию и будем на предмет эконмического эффекта обмусоливать.

Положительный эффект обязательно будет ему, эффекту, деваться некуда.

Деваться есть куда:
-на объединяющую конструкцию
-на стоимость сердечника
-на стоимость изготовления.
Можно было бы ожидать эффекта от уменьшения веса в случае, когда соб. вес конструкций составляет основную долю нагрузки - например, большепролетные структуры.
Но за такую цену вес можно уменьшить путем применения простых труб из высокопрочной стали.
Тонкостенность - тоже уязвимое место этой конструкции. Так же надо учесть увеличенную в 6 раз продольную деформативность - с этим тоже надо будет бороться.
В-общем, статей расхода много, есть куда девать деньги.

[nsivchuk]

Сообщение от VVapan4ik Вот смастерил эдакую би-стержневую калабуду для наглядности... чтоб видно было, с какими конструктивными и технологическими трудностями придется иметь дело, если все же какой-то ощутимый экономичный эффект в формулых достигнется Или я может опять чего недопонял?

Прекрасно! Наконец-то вижу конструктивный подход. Такую "калабуду" в своей голове породил несколько лет тому назад... Но можно и лучше.

То, что нарисовал Cfytrr, немного похоже на то, что было предложено (не мной) ещё в начале апреля. Это мне больше нравится. Но никаких скользких смазок не нужно.

Для Ильнура: Имеются конструкции, в которых сжатие испытывают практически все элементы...

А если так, мне думается будет проще и дешевле

[Ильнур]

Сообщение от nsivchuk ... Имеются конструкции, в которых сжатие испытывают практически все элементы...

Так. И что?
palexxvlad, выкладывайте пожалуйста в dwg 2004 или лучше в виде рисунка - не у всех автокад и не самый свежий.

Сообщение от Ильнур palexxvlad, выкладывайте пожалуйста в dwg 2004 или лучше в виде рисунка - не у всех автокад и не самый свежий.

Хорошо, *.pdf скорее всего подойдет всем

[Ильнур]

Сообщение от palexxvlad Хорошо, *.pdf скорее всего подойдет всем

Спасибо.
Фанера, значит... А не уменьшится несущая способность за счет податливости фанеры? У вас потеря устойчивости сейчас произошла при Nэ для футляра - если я не ошибся. Если же чуть изменится схема, то изменится и Ncr. Например, как в случае с шарниром - сразу в 4 раза.
Допустим все нормально. Кстати, трубу разъемной необязательно делать - диски можно впрессовывать с торца.
Вес фанерных дисков толщиной 6 мм через 30 мм составит около 7 кило - это примерно 50% веса железа. Т.е. полэкономии уже ушло.
Собственно, взять сталь Ry=550 Мпа и сделать просто трубу как футляр, то такая труба будет держать 25 тн по СНиП. И никаких допрасходов.
Сталь обычная стоит 25 р\кг, легированная - 100 р/кг и более.
Сейчас сердечник занимает 30% от общей массы стали.
Вот данные о сечении футляра для сверки:

Сообщение от Ильнур Вес фанерных дисков толщиной 6 мм через 30 мм составит около 7 кило - это примерно 50% веса железа. Т.е. полэкономии уже ушло. Собственно, взять сталь Ry=550 Мпа и сделать просто трубу как футляр, то такfя труба будет держать 25 тн по СНиП. И никаких допрасходов. Сейчас сердечник занимает 30% от общей массы стали.

а вот меня такой вопрос интересует - каким образом передавать усилие строго на сердечник? при этом ведь и обечайку надо крепить?