[borisovev11]

Уважаемые участники форума помогите пожалуйста рассчитать петлю на макс. допустимую нагрузку, при изгибе.
Марка стали 20 по ГОСТ 1050-88
Сам рассчитывал получилось мало - 135 кгс
Помогите, новичку

[Tyhig]

Ааа, два же круга.
Забыл.

По моему моделированию
При силе 500 кгс на край петли при направлении силы из плоскости петли
Напряжения 324,41 МПа (648 делим на два)
Предел текучести стали 245 МПа
превышение текучести 1,32 раз
Петля должна была погнуться при силе менее (учтены только нормальные напряжения, а их там ещё касательное будет) 378,79 кгс

Уже ближе к 500 кгс.
Но всё равно хреново...

Ильнур, не подскажете, а чем отличаются ?
1 Момент сопротивления относительно оси 0,33 см3
2 Пластический момент сопротивления относительно оси 0,60 см3
Нас в институте только одному учили...

Если у меня учитывать больший пластический момент сопротивления, то может и 500 выйдет...
И даже больше...

Сообщение от Tyhig В вашем китайском аналоге АНСИСа получилось 500 кгс.

ну не в китайском, но в достойном аналоге

Сообщение от Tyhig palexxvlad, а у вас там моментов не показывает ? Вблизи сварного шва ?

нет, только напряжения

???µ?‚?»??

http://www.youtube.com/watch?v=U3BGwhriJH4

[Ильнур]

Сообщение от Tyhig ...1 Момент сопротивления относительно оси 0,33 см3 2 Пластический момент сопротивления относительно оси 0,60 см3 Нас в институте только одному учили...

Что за институт такой?
Крайняя фибра достигла Rт, но понятно не рвется, а течет (до поры до времени, но достаточно "долго"). При этом более глубокие фибры начинают напрягаться больше, и с ними ...
Вы действительно не в курсе?

[Tyhig]

Ладно, сопромат у нас был хороший, просто я тогда был студентом...

Сообщение от Ильнур Вы действительно не в курсе?

Сам в ужасе...

Но ведь обычный момент сопротивления величина для сечения в целом не зависящая от выбранного волокна...
И, как я понимаю нормы не регламентируют пластический W ?
Т. е. это только для себя ?

СП стальные конструкции

Приложение Б (справочное) Основные буквенные обозначения величин ; - моменты сопротивления сечения брутто относительно осей и соответственно; ; - моменты сопротивления сечения для сжатой и растянутой полки соответственно; ; - моменты сопротивления сечения нетто относительно осей и соответственно;

8.4 Расчет на общую устойчивость изгибаемых элементов сплошного сечения п. 8.4.1 Ни слова о пластическом W

И т.д.

[Ильнур]

Сообщение от Tyhig ...Но ведь обычный момент сопротивления величина для сечения в целом не зависящая от выбранного волокна...

Как это не зависит? Когда вычисляем W=J/у, то у определяет как раз положение фибры.

Сообщение от Tyhig И, как я понимаю нормы не регламентируют пластический W ?

Регламентируют, через сх и су.

Сообщение от Tyhig Т. е. это только для себя ?

Это для Родины, для экономии. Как бы предельное состояние достигается. За ним следует сразу разрушение.

[Tyhig]

Извиняюсь за неграмотность.
Большое спасибо.

[borisovev11]

Большое спасибо всем участникам, не смог принять участие в дискуссии, был занят.
Просто я хотел как то аналитически доказать, что такая петля 500 кгс выдержит, к примеру если не учитывать коэффициент запаса прочности.
Но без запаса прочности результат 211 кгс при пределе текучести 250 МПа.
Или на крайний случай объяснить со ссылкой на какую-то литературу, почему результаты испытаний так сильно отличаются от ручных расчетов.

Через пару дней возможно получиться выложить ролик с испытаниями!

А вообще, между делом, при эксплуатации этой петли она сломалась произошел несчастный случай... погиб рабочий.
Поэтому моя задача доказать, что эта петля выдерживает хотя бы 350кгс. Иначе........

[Tyhig]

Сообщение от borisovev11 при эксплуатации этой петли она сломалась произошел несчастный случай

Ну дак сталь была некачественная или сварка или ещё чего...
А может её при эксплуатации многократно циклически нагружали сверх площадки текучести...
Смотря как сломалась.

Тут надо не доказывать, что ты не верблюд, а фотки сломанной петли в тему выложить.

Да и чего вам бояться, если испытания у вас показали 500 кгс и испытания были проведены верно ?

У меня вроде бы вашими методами 380 кгс сил получалось в упругой стадии до площадки текучести. Вроде бы... Чего-то у вас расчёт того...

[borisovev11]

Сообщение от Tyhig У меня вроде бы вашими методами 380 кгс сил получалось в упругой стадии до площадки текучести. Вроде бы... Чего-то у вас расчёт того...

Да я не боюсь, просто нужно помочь боевым товарищам по работе, доказав расчетами можно избежать многих проблем: проверки тех надзора и т.д.
А где у меня ошибка:
Петлю рассматривал как консольно защемленную балку.
предел текучести принял: 16,6 кгс/мм2 при К=1,5.
W=804,2 мм3
Далее так:
М=PL, M/W=R -условие прочности, отсюда: P=(WR)/L (L=95mm)
Так у меня получилось 135 кгс
Может тут другой подход имеется?
Как у вас получилось 380 кгс?

[Tyhig]

Сообщение от borisovev11 предел текучести принял: 16,6 кгс/мм2 при К=1,5.

245 МПа /9,81= 24,97 кгс/мм2. Откуда К=1,5 ?
Если по методу предельных состояний (единственный нормативный) то надо по СНиП стальные конструкции выбирать 2 коэф. для материала и для нагрузки. В итоге К получится около 1,2-1,3 максимум.

W=804,2 мм3 ?

Расчёт сечения 1 стержня по Консулу Минимальный момент сопротивления относительно центральной оси 0,382 см3 Пластический момент сопротивления относительно центральной оси 0,657 см3

Откуда 0,8 см3 ?

Две консоли работают почти вместе.
Ой, стоп.
У меня же в моменте уже учтено что два стержня будут...
Т. е.
По моему моделированию
При силе 500 кгс на край петли при направлении силы из плоскости петли
Напряжения 648 МПа (=М/W)
Предел текучести стали 245 МПа
превышение текучести 2,65 раз
Петля должна была погнуться при силе менее (учтены только нормальные напряжения, а их там ещё касательное будет) 189,4 кгс.

Но не 135 кгс. Но это нормально, т.к. у вас чисто аналитика, а у меня всё же плохенькое, но МКЭ. Т. е. момент получается меньше из-за всяких перераспределений и т.п.

Тогда хреново. Не понимаю, как Ильнур своё получил...
Может он как раз касательные напряжения учитывал, а не нормальные...


Получается нельзя считать как консоль.
Принципиально.
Надо сразу считать сложное НДС.
И без МКЭ тут уже никак.


Офигеть какая разница в комплексах лёгкий СКАД и тяжёлый типа АНСИСа.
Более 500/190= 2,65 раз.

Единственное СКАД не был предназначен для таких целей...
И я считал МКЭ простыми стержнями, а можно было и объёмными элементами. Тогда видимо разница сократиться к 1.
Только я их не умею использовать в СКАДе...

[borisovev11]

Сообщение от Tyhig Получается нельзя считать как консоль. Принципиально.

Понятно...
Короче без СКАД или АНСИСа мне ни как не обойтись..
А как вы оформляете отчет из таких программ?

Кстати по ка касательным напряжениям. то там большой запас,так как:
допускаемый предел прочности при срезе по СНиПу Rs=0,58Ry=166МПа*0,58=96,28МПа
а условие прочности на срез имеет вид:
Rs=1,33 Q/А, где А - площадь поперечного сечения=4,02см2; Q-поперечная сила;
Откуда:
Q=RsA/1,33=3800кгс

[GAP]

Сообщение от Tyhig Цитата: Расчёт сечения 1 стержня по Консулу Минимальный момент сопротивления относительно центральной оси 0,382 см3 Пластический момент сопротивления относительно центральной оси 0,657 см3 Откуда 0,8 см3 ?

Wкруга= Пи*D^3/32 = 0.1D^3
Два круга по 16мм W=0.8см3

Сообщение от Tyhig Офигеть какая разница в комплексах лёгкий СКАД и тяжёлый типа АНСИСа. Более 500/190= 2,65 раз.

Я по самое скругление защемил петельку - ошибка, сейчас поправим.

[Tyhig]

А, ну да.

Проверка сечения на касательные напряжения и срез - разные вещи.

palexxvlad и окажется у вас меньше 500 кгс.
Что по условиям испытания не катит.

Так что в испытаниях проблема.

Сообщение от Tyhig palexxvlad и окажется у вас меньше 500 кгс.

Конечно же окажется Теперь у меня получилось следующее: предел упругой работы петли -220кг, работа за пределом упругости 220-~360кг, далее до 500кг пластический изгиб, но не полное разрушение.

Сообщение от Tyhig Что по условиям испытания не катит. Так что в испытаниях проблема.

Как говорил Ильнур, реальная прочность стали петли может быть и в 1,5 раза больше расчетной

[Tyhig]

palexxvlad, мне просто интересно уже для себя...
А что вы считаете пределом упругости и пластическим изгибом ?
У меня такое чувство будто вы считаете 3 состояния вместо 2 стандартных...
Якобы у вас получается 3 стадии работы: упругая, упруго-пластическая, пластическая.
Но ведь упруго-пластической стадии нет ? Или есть ? Ведь для сталей всё что до площадки - упругая работа...
А потом почти мгновенно наступает пластическая работ всего сечения.
Согласен, что сечение будет какое-то время работать где-то упруго, где-то пластично... Но это же мгновения...

Или я что-то путаю ?

Сообщение от Tyhig А что вы считаете пределом упругости и пластическим изгибом ? У меня такое чувство будто вы считаете 3 состояния вместо 2 стандартных...

Так и есть - считаю 3 состояния( человек погиб как-никак, всё важно ). Вы верно подметили, третье состояние уже не состояние в стандартном понимании норм, а близость к механизму.

Сообщение от Tyhig Якобы у вас получается 3 стадии работы: упругая, упруго-пластическая, пластическая. Но ведь упруго-пластической стадии нет ? Или есть ?

Есть конечно.

Сообщение от Tyhig Ведь для сталей всё что до площадки - упругая работа... А потом почти мгновенно наступает пластическая работ всего сечения.

Не совсем уж и мгновенно, иначе бы в СНиПе не было сх и су для учета работы конструкций с учетом развития пластических деформаций(прогибы при этом нарастают еще линено). А вот после превышения этого порога упругости + некоторой пластичности наступает практически мгновенный отказ конструкции.

[Ильнур]

Сообщение от Tyhig ...Но ведь упруго-пластической стадии нет ?...

Тут наверно нужно поточнее обозначить вопрос - ведь сталь по сути упруго-пластический материал. Т.е. часть деформаций не восстанавливается. Это актуально, если нагрузки повторяющиеся. При расчете на однократную предельную нагрузку нас интересует как бы нелинейно-упругое поведение. Предельным состоянием будет достижение Сигма y (Сигма т). На деле пластичная сталь способна нести и несколько большую нагрузку за счет самоупрочнения.
Получить одно решение задачи "разрушающая нагрузка" просто невозможно - это сильно вероятностная задача. Можно указать
пределы. Пределы очень широки.

Сообщение от Ильнур На деле пластичная сталь способна нести и несколько большую нагрузку за счет самоупрочнения.

Это о работе стали. Если говорить о работе стального сечения на изгиб, то до самоупрочнения стали после образования полного пластического шарнира, есть еще некоторое нелинейное перераспределение усилий в сечении и по длине элемента. Я об этом.

[Tyhig]

Ещё немного поумничаю...

Слышал слухи о том, как появляются трещины в стали.
Ближайшие дырки в кристаллической решётке мигрируют друг к другу и получается микротрещина, которая потом увеличивается.
Разные структуры стали имеют разные решётки.

Распад аустенита заканчивается при температуре ~700°. Выделившийся углерод входит в химическое соединение с железом, образуя карбид железа Fе3С, называемый цементитом. ... при более низких температурах сталь состоит из двух компонентов: феррита (почти чистого железа), содержащего ничтожно малое количество углерода (до 0,003%), и цементита. Феррит весьма мягок и пластичен, цементит же очень тверд и хрупок.

Дырки есть в обеих структурах.
Дырки мигрируют поглощая на перемещение атомов Fe или С энергию.
Поэтому мигрируют только дырки самой напряжённой структуры уже имеющей большую часть накопленной за счёт упругости энергии. Мигрируют дырки только в цементите. (?я так думаю?) Ну или в % соотношении мигрируют и там и там, но 99% в цементите.
Как я понимаю, такая миграция дырок - это и есть остаточные деформации.
Больше ничего в решётках не изменяется при переходе в пластическую работу.

Т. о. при расчётах на однократную нагрузку энергии на миграцию дырок по идее хватит наверное не должно.
Т. о. можно говорить только о случайных всплесках энергии-напряжений в некоторых местах концентрации напряжений...
Но будет ли изначально малая дырка, две, три концентраторами напряжения ? Наверное будет, но тут ведь окружающие атомы стали ведь должны распределить нагрузки на соседей...
Т. е. до какого-то момента резкого всплеска напряжений быть не должно.

Т. о. и считать упруго-пластическую работу при однократной нагрузке...
Я не понимаю почему будут остаточные деформации.
Они могут быть случайно в сверхмалых количествах. Это будут условно 0,000001% от деформаций.

В чём я ошибаюсь ?

Сообщение от Ильнур На деле пластичная сталь способна нести и несколько большую нагрузку за счет самоупрочнения.

Это происходит за счёт того, что писатели СНиП стальные конструкции и ГОСТов на стали после испытаний взяли не среднее вероятное напряжение текучести, а чуть меньше, про запас.
По слухам...
Точно не знаю это.