[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 Для palexxvlad: Используй, пожалуйста исходные данные для расчёта стержней из #171. А расчётную схему можешь принять прежней, т. е. той, что показал нам ещё в апреле. Разница в результатах будет незначительной.

nsivchuk, эксцентриситет для сердечника какой задавать?

[Разработчик]

IBZ

Все строители по своей природе немного, скажем так, анархисты и разгильдяи и им не указ всякие там соглашения механиков. Вот обозначают они так примыкающий линейно-несмещаемый шарнирный элемент без всяких там треугольников и точка.

Не скажу за всех механиков, но я - точно не Вольф Мессинг и читать мысли не умею. Сам, когда делаю какие-нибудь выкладки, в черновиках часто пишу s - вместо синуса и c - вместо косинуса. Но выложи я такие формулы на обсуждение, кто меня поймет? Сами-то вы - проектировщики - небось чертежи-то свои по ЕСКД и пр. ГОСТам выполняете, а нето вам прорабы такого настроят...
Ну да ладно, с Вашей помощью разобрались, что имелось в виду. Никаких ансисов не надо, для разбора задачки вполне достаточно начальных знаний сопромата, см. doc. Выводы просты и очевидны:
а) при уменьшении длины балки ее прогибы стремятся к нулю, а жесткость (не изгибная, а Q/w), соответственно к бесконечности,
б) при стремлении жесткости пружинки к бесконечности, критическая сила подпружиненной трехшарнирной балки стремится к бесконечности.
Только я не понимаю (и судя по обсуждению не только я один) какое отношение имеет эта схема к гениальным прозрениям нашего петр.., пардон nsivchukа?
Я вообще не понимаю смысла дискуссии и вот этого Вашего:

но и отвергнуть принцииальную идею тоже что-то мешает...

Что мешает?
1. Стержни большой гибкости теряют устойчивость в упругой области и предельная нагрузка для них, как написано в Пособии, Nэ/1.3. Желающие оспорить это в сторону повышения критической нагрузки могут записываться в очередь к прокурору или психиатру, в зависимости от величины повышения.
2. Стержни средней и малой гибкости теряют устойчивость в упруго-пластической и/или пластической стадиях. Поэтому критическая сила для таких стержней зависит от Ry. Итак:
а) Берем стержень конкретного сечения, длины и способа закрепления с высоким Ry (640МПа, например), пусть критическая нагрузка для него будет N1. Теперь, не выходя за существующие параметры стержня разделим его на части, как угодно: вдоль, поперек, сердечник-обечайка и все, что взбредет в голову. При этом разделении устраняется часть внутренних связей, например отсутствие трения между частями означает отказ от передачи касательных напряжений. Устранение связей никак не может сделать систему более жесткой и, стало быть, при сохранении габаритов мы можем получить только ту же N1 или меньше.
б) Берем стержень с теми же сечением, длиной и способом закрепления с низким Ry (240МПа, например). Критическая сила для него N2<N1. Разделим его на части и некоторые из этих частей заменим на материал из пункта а). Получим критическую силу N3. Может быть N3>N2? Если действовать разумно, то конечно может. Может быть N3>N1? Конечно не может, это противоречит п. а), т.к. жесткость системы понижается.
Можно ли получить пользу от этих бистальных, или как их бишь там, стержней? Не знаю, вопрос выходит за рамки механики и лежит в области экономики и технологии. Подозреваю, что секретность, как раз следствие отсутствия реального ТЭО сего гениального изобретения.

[таи]

Offtop:

Сообщение от Разработчик Стержни большой гибкости теряют устойчивость в упругой области

Сообщение от Разработчик Стержни средней и малой гибкости теряют устойчивость в упруго-пластической и/или пластической стадиях

Собственно говоря, это основное и самое ценное, что можно "вынести" из 10 страниц.
Собственно говоря, это много раз здесь уже обсуждалось на форуме.
Собственно говоря, остальное не интересно

[nsivchuk]

Сообщение от palexxvlad nsivchuk, эксцентриситет для сердечника какой задавать?

СНиПовский и для футляра и для сердечника.

Для ИBZ: См. вложение.
Обратите внимание на разницу допустимых усилий, рассчитанных: - по ф-ле СНиП, - по предположению упругой работы трубы, - для би-стержня при одинаковых трубах.
(Фи для би-стержня, понятно, всегда меньше, чем фи трубы при условии их равной несущей способности. Зачем только Разработчик время тратил. Об этом я давно и не раз сказал. На выложенной диаграмме специальную сноску дал о том, что эффект достигается за счёт применения сердечника более высокой прочности.)

Сообщение от nsivchuk На выложенной диаграмме специальную сноску дал о том, что эффект достигается за счёт применения сердечника более высокой прочности.

Это и ежу понятно, что эффект от применения сердечника более высокой прочности будет. Но мы так и не пришли к конструкции... За счет чего в итоге происходит снижение себестоимости би-стержней? Трубы и прутки хоть как-то изготавливать более менене дешево наша промышленность умеет... А вот би-стержни - не уверен. Технология не простая, уж точно. Об этом я тоже упоминал и ответа пока от вас не получил. Хотя ваш обратный "эффект" уже давно применяется в ЛЭП (линиях электропередач). Там сердечник проводов выполнен из стали, которая несет основную нагрузку, а оболочка - выполнена из алюминия, которая нагрузку и не несет, а служит другим целям.

[Cfytrr]

Сообщение от VVapan4ik ердечник проводов выполнен из стали, которая несет основную нагрузку, а оболочка - выполнена из алюминия

...и работают они на сжатие

nsivchuk, мне кажется вы совсем не там блох ищете.

Умственный эксперимент
Возьмем два одинаковых стержня по длине и диаметру, но разных по материалу. Естественно один будет усточивее другого при равной нагрузке. Если мы возьмем и сделаем би-стержень из этих двух материалов, то устойчивость такого стержня будет лежать где-то по середине.
Так в итоге, чего мы достигли?

[Ильнур]

Сообщение от Cfytrr ...и работают они на сжатие

Подождите ехидничать, колонны раскрепляют распорками, идущими к диафрагме, и т.д.

[nsivchuk]

Сообщение от VVapan4ik Это и ежу понятно, что эффект от применения сердечника более высокой прочности будет. Но мы так и не пришли к конструкции... За счет чего в итоге происходит снижение себестоимости би-стержней? Трубы и прутки хоть как-то изготавливать более менене дешево наша промышленность умеет... А вот би-стержни - не уверен. Технология не простая, уж точно. Об этом я тоже упоминал и ответа пока от вас не получил. Хотя ваш обратный "эффект" уже давно применяется в ЛЭП (линиях электропередач). Там сердечник проводов выполнен из стали, которая несет основную нагрузку, а оболочка - выполнена из алюминия, которая нагрузку и не несет, а служит другим целям.

Какой Вы, как и многие, нетерпеливый. Я предлагал вместе напрягать извилины в поиске принципиальных решений и формулы, но напрягали чаще не для поиска, а для уничтожающей обструкции. Теперь, когда мне удалось (так мне кажется) найти формулу расчёта и прошу помощи в её проверке, Вы требуете от меня готовой конструкции. А я разве обещал дать всё в готовом виде? Так давайте сейчас попросим коллективный разум помощи в конструировании того, чего ещё никто не конструировал. А то получается, что все хотят быть критиками, а в созидатели записываться не спешат. Это, конечно, более ответственное занятие, но, по-моему, не менее полезное. Всему своё время.

Снижение себестоимости, по моему мнению, может базироваться на нескольких моментах. Одним из существенных считаю разность удельной стоимости прутков по сравнению с трубой. Килограмм прутка дешевле килограмма трубы. Кроме того, килограмм высокопрочного прутка намного дешевле килограмма высокопрочной трубы... И вообще, имеем ли мы возможность запроектировать трубу с Rу>6000кг/см2? А проволоку выпускает промышленность в несколько раз прочнее! Второй момент может состоять в замене материалов. Например, можно сердечники изготавливать вообще не стальными, а, например, из стекла или базальта. Рассуждать можно и дальше. Я (и не только я) уже высказывались, что можно для футляров использовать пресованные алюминиевые профили. Масса при этом снизится весьма значительно. Готовых решений не предлагаю. Давайте, кто желает, искать вместе.

[Ильнур]

Сообщение от nsivchuk ... Масса при этом снизится весьма значительно. ....

У Вас же есть знакомый космонавт.

[nsivchuk]

Сообщение от Ильнур У Вас же есть знакомый космонавт.

У Петрика в знакомых - первые лица государства...
Моя фамилия другая, а потому и знакомые не те.
Это, Ильнур, не смешно...

[Ильнур]

Сообщение от nsivchuk ...Это, Ильнур, не смешно...

Да, это грустно.

[IBZ]

Сообщение от Разработчик Итак: а) Берем стержень конкретного сечения, длины и способа закрепления с высоким Ry (640МПа, например), пусть критическая нагрузка для него будет N1. Теперь, не выходя за существующие параметры стержня разделим его на части, как угодно: вдоль, поперек, сердечник-обечайка и все, что взбредет в голову. При этом разделении устраняется часть внутренних связей, например отсутствие трения между частями означает отказ от передачи касательных напряжений. Устранение связей никак не может сделать систему более жесткой и, стало быть, при сохранении габаритов мы можем получить только ту же N1 или меньше. б) Берем стержень с теми же сечением, длиной и способом закрепления с низким Ry (240МПа, например). Критическая сила для него N2<N1. Разделим его на части и некоторые из этих частей заменим на материал из пункта а). Получим критическую силу N3. Может быть N3>N2? Если действовать разумно, то конечно может. Может быть N3>N1? Конечно не может, это противоречит п. а), т.к. жесткость системы понижается.

Взяли, добавили/убавили и получили ровно то, о чем вы говорите. Все абсолютно так. И формула в первом приближении не вызывает сомнений. Вот только что же она нам говорит? Я лично делаю из нее вывод, что при постепенном увеличении жесткости "поддержки" для любого стержня-сердечника настанет момент, когда критическая сила сраняется с нагрузкой предела текучести. Дальнейшее развитие событий (Фи > 1 по определению nsivchuk ) нас, по его заверениям, интересовать не будет. Так вот задача, как я ее понимаю, и состоит в определении этой жесткости и как следствие материала футляра. Поэтому все и твердят о конкретной задаче, для которой можно (пусть по Вашей формуле) в первом приближении посмотреть на этот самый футляр. Отрицательный практический результат может проявится при этом сразу.

Сообщение от Разработчик Можно ли получить пользу от этих бистальных, или как их бишь там, стержней? Не знаю, вопрос выходит за рамки механики и лежит в области экономики и технологии.

И опять с Вами соглашусь. Но в повышении именно экономичности и технологичности и состоит основной смысл изобретательской (не путать с научной) деятельности.

P.S. Почему я говорю о верности Вашей формулы в первом приближении? Представим себе сплошную болванку из любого материала. Сверлим в ней продольное отверствие и вставляем "с натугой" сердечник. Исхитряемся закрепить концы этой "сосиски в тесте" и приложить продольную нагрузку только к сердечнику. Мне почему-то кажется, что наряду с горизонтальными "пружинками", возникнет и упругое сплошное препятствие повороту сечений, что тоже должно сыграть свою роль. А если сюда добавить еще и тонкостенную оболочку... И, конечно, никаких прорезных шарниров нет и в помине.

To nsivchuk. Offtop: Вспомнился старый анегдот советских времен про фамилии.
Бежит заяц по лесу и на ходу бутерброд с черной икрой жрет. Навстречу медведь.
- Заяц, где икру взял?
- Да у нас в сельпо, дядь Миша. Фамилию назвал - мне кило и взвесили.
- Спасибо, заяц, завтра и я схожу.
Через пару дней медведь опять встречает зайца, лопющего икру.
- И и что-же ты мне наврал, косой! Пришел в сельпо, фамилию назвал, так меня оттуда так поперли!!
- Да не врал я тебе дядь Миша. А, кстати, фамилия то у тебя какая ?
- Ну Топтыгин ...
- А у меня Косыгин ...

Улыбнуться над ним, конечно, может только старшее поколение, заставщее в сознательном возрасте то время .

Сообщение от nsivchuk Это, Ильнур, не смешно...

Сообщение от Ильнур Да, это грустно.

Ну вот... поплакались

nsivchuk, вот первая серия опытов в Лире для футляра диаметром 165 мм, см. картинки:
-на 1-й раскрепление сердечника внутри футляра через 30 см
-на 2-й раскрепление сердечника внутри футляра через 15 см
-на 3-й раскрепление сердечника внутри футляра через 7,5 см
Эксцентриситет для сердечника принят 0,48 см. Выводы я думаю сделаете сами. КЭ модели в архиве. Попозже попробую сделать расчет с учетом нелинейности и влияния эффектов второго порядка.

[Rotfeder]

Сообщение от IBZ Представим себе сплошную болванку из любого материала. Сверлим в ней продольное отверствие и вставляем "с натугой" сердечник. Исхитряемся закрепить концы этой "сосиски в тесте" и приложить продольную нагрузку только к сердечнику. Мне почему-то кажется, что наряду с горизонтальными "пружинками", возникнет и упругое сплошное препятствие повороту сечений, что тоже должно сыграть свою роль.

Если вставляем с натугой - значит нет проскальзывания. Ну тогда, речь идет о простом стержне, жесткость которого считается по правилам для композитов. И насчет упругого препятствия для поворота сечений - это тоже так - просто поворачивается все сечение - и сердечник и внешняя оболочка как единое целое. В пределах упругости подчиняется формуле Эйлера. За пределами упругости тоже не очень сложно посчитать - например, с использованием касательного модуля (ошибка будет небольшой) - надо только построить кривую нагрузка - деформация для продольного сжатия такой композитной трубы.

Кстати, вы упоминали про "уровень шума" - у меня такие же ассоциации - только вот по-моему с антигравитацией пока не клеится.

[german-nk]

Сообщение от german-nk В свое время пытался решить подобную задачу, но не получилось, взял СНиП, честно передрал условную поперечную, так и живу с пробелом.

Спасибо Разработчику за два изящных решения #96 и #182.

[nsivchuk]

Сообщение от palexxvlad nsivchuk, вот первая серия опытов в Лире для футляра диаметром 165 мм, см. картинки: -на 1-й раскрепление сердечника внутри футляра через 30 см -на 2-й раскрепление сердечника внутри футляра через 15 см -на 3-й раскрепление сердечника внутри футляра через 7,5 см Эксцентриситет для сердечника принят 0,48 см. Выводы я думаю сделаете сами. КЭ модели в архиве. Попозже попробую сделать расчет с учетом нелинейности и влияния эффектов второго порядка.

Спасибо! Но,честно, ничего не понял, а потому и выводов сделать никаких не могу. Ваши файлы у меня не открываются. Лиры нет.
Мне понятно так, как во вложении.

[Ильнур]

Сообщение от nsivchuk ... у тебя есть книги с диаграммами для би-стержня???

Красная и зеленая линии известны каждому. Синяя известна не всем, но в книгах есть, ее формулу я тут выкладывал. Фиолетовую кривую нарисовал сам. Про эту кривую по сути все 10 страниц я и говорил...

Сообщение от nsivchuk ...ты говорил (вместе со многими), что стержень в футляре - просто бред...

Тогда бредом была Ваша попытка превзойти Nэ.
Сейчас бредом является:

"...найдена (так мне кажется) именно такая конструкция стержня..., работа которой полностью подчиняется ф-ле Эйлера без ограничений ПЦ..."

Когда кажется, надо божиться.

Сообщение от nsivchuk ...Мне, например, всегда была истина дороже.

Истина в том, что Вы усовершенствуете систему, не понимая сути ее работы. Истина в том, что Вы даже не знакомы с зависимостью сила-выгиб эйлерова стержня.

[IBZ]

Сообщение от Rotfeder Если вставляем с натугой - значит нет проскальзывания. Ну тогда, речь идет о простом стержне, жесткость которого считается по правилам для композитов. И насчет упругого препятствия для поворота сечений - это тоже так - просто поворачивается все сечение - и сердечник и внешняя оболочка как единое целое.

Нет, данное выражение я употребил лишь для подчеркивания отсутствия люфта между сердечником и футляром без возникновения сколько-либо значительных сил трения при продольных нагрузках. А по поводу композитов - я считал, что для такого рода элементов сжимающая нагрузка распределяется на все сечение. Здесь же - только на сердечник. Мне кажется разница есть, или я неправ ?