Коэффициент трения между поверхностями различных материалов

Наименование трущихся материалов	Коэффициент трения, f
1	2
Коэффициенты трения скольжения
Сталь по стали	0,15
Сталь по чугуну	0,3
Металл по линолеуму	0,2…0,4
Металл по дереву	0,6
Металл по бетону	0.2...04

Продолжение табл. 2.2

1	2
Резина по твердому грунту	0,4...0,6
Резина по линолеуму	0,4…0,6
Резина по дереву	0,5…0,8
Резина по чугуну	0,8
Дерево по дереву	0,4...0,6
Кожа до чугуну	0,3…0,5
Кожа по дереву	0.4...0.6
Коэффициенты трения качения
Стального колеса по:
рельсу	0,05
кафельной плитке	0,1
линолеуму	0,15...0,2
дереву	0,12…0,15

Предельное значение скоростного напора, не вызывающее смещения предмета (при Q_г = 0), определяется по формуле:

Когда смещающая сила значительно превосходит силу трения незакрепленные предметы отбрасываться на значительные расстояния дополнительно разрушаясь при этом.

При действии скоростного напора могут опрокидываться (сваливаться) и сильно разрушаться здания, сооружения и оборудования. Силы и реакции, действующие на предметы при опрокидывании показаны на рис. 2.2.

Рис. 2.2. Силы и реакции, действующие на предмет при опрокидывании

Смещающая сила F_см действуя на плече Z, будет создавать опрокидывающий момент, а вес оборудования G на плече b/2 и реакция крепления Q на плече l – стабилизирующий момент.

Условием опрокидывания оборудования является превышение опрокидывающего момента над стабилизирующим, т.е.:

– для закрепленного оборудования

– для незакрепленного

Считается, что точка приложения силы находится прямо в центре тяжести площади миделя S предмета. Реакция крепления Q определяется как суммарное усилие болтов, работающих на разрыв.

Скоростной напор , вызывающий опрокидывание оборудования (при Q = 0), определяется по формуле:

Вероятность потерь персонала в разрешенных зданиях, при извес­тной общей численности персонала – количество пораженных по видам потерь определяется по табл. 2.3.

Таблица 2.3

Вероятность потерь населения в разрушенных зданиях при ураганах

Вероятность потерь	Степени разрушения зданий
	слабая	средняя	сильная	полная
Общие	0,05	0,30	0,60	1,0
Безвозвратные	0,0	0,08	0,15	0,60
Санитарные	0,05	0,22	0,45	0,40

Задача: Ветер 14 баллов (45 м/с), плотность атмосферного воздуха 1,08 кг/ж. На площадке расположено административное многоэтажное здание, резервуар, автоцистерна. В административном здании находится 600 человек. Масса резервуара m = 500 кг на столе, геометрические размеры которого b = 700 мм, h = 180 мм, коэффициент трения по линолеуму f = 0,4, = 0,4. Автоцистерна имеет массу m = 6000 кг; l_м = 5 м; b = 2,5 м, h_м = 1,9 м, f = 0,5, = 1,3.

Определить:

1. Энергию скорости ветра (скоростной напор);

2. Предельное значение скоростного напора, не вызывающего смещение незакрепленного станка относительно бетонного основания;

3. Предельное значение скоростного напора, при котором станок не опрокинется;

4. Аэродинамическую силу, необходимую для перемещения железнодорожного вагона;

5. Степень разрушения зданий и сооружений и потери среди населения, находящихся в этих зданиях.

Решение

1. Рассчитываем значение скорости напора в соответствии с заданным ветровым режимом

2. Определяем предельную устойчивость резервуара на смещение по формуле:

2.1. Определяем предельную устойчивость автоцистерны на смещение:

3. Определяем предельную устойчивость резервуара на опрокидывание по формуле:

где – длина резервуара, м;

3.1. Определяем предельную устойчивость автоцистерны на опрокидывание

4. Определяем аэродинамическую силу для перемещения резервуара

4.1. Определяем аэродинамическую силу для перемещения автоцистерны

5. Сопоставляем расчетное значение силы ветра с вычисленной устойчивостью резервуара на смещение и опрокидывание, а также на перемещение автоцистерны и делаем выводы:

При ΔР_ск > Р_{ск (см, оп, аэр)} произойдет смещение и опрокидывание.

– смещение резервуара произойдет

– смещение автоцистерны произойдет

– опрокидывание резервуара не произойдет

– опрокидывание автоцистерны не произойдет;

– смещение резервуара произойдет

– смещение автоцистерны не произойдет

6. Степень разрушения зданий при скорости ветра 45 м/с будет средняя, вероятность потерь работающих в административном здании при сильной степени разрушения составит:

общие – 0,3

безвозвратные – 0,08

санитарные – 0,22

Медицинская помощь требуется 0,22  600 = 132 чел.

Вывод: 1. Смещение и опрокидывание резервуара произойдет.

2. Смещение автоцистерны не произойдет.

3. Степень разрушения здания – средняя, потери среди населения: общие – 0,30; безвозвратные – 0,08; санитарные 0,22.