копия бабка моя курсовая пвф 2
.pdf21
Где M max -максимальный изгибающий момент, M max =- 3,68Нм (рисунок. 3.4); Wx - момент сопротивления относительно оси х, Wx = 72,7 см3;
- допускаемой напряжение, = 140 МПа (см. раздел 2 ).
|
Mmax |
|
3, 68 103 |
500 МПа 158 МПа |
|
72, 7 10 6 |
|||
|
W |
|
||
|
x |
|
|
|
Так как то условие прочности соблюдается.
Исходя из технологии производства сварных конструкций, для стоек применяем двутавр№12.
22
4. Расчет стоек, проверка на гибкость
При центральном сжатии прямого стержня прямолинейная форма его равновесия устойчива до достижения сжимающей силой так называемого критического значения.
Проверка сжатого стрежня на устойчивость определяется по формуле:
n |
|
|
PКР |
n |
, |
(4.1) |
|
y |
|
||||||
|
|
P |
|
y |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Где ny - коэффициент запаса устойчивости;
Pкр — критическое значение сжимающей силы, Н; Р - сила, сжимающая стержень, Н;
[ny] - допускаемое значение коэффициента запаса устойчивости.
При потере устойчивости с упругой стадии работы стержня критическая сила определяется по формуле Эйлера:
PКР |
|
2 E J |
min |
|
|||
( l)2 |
|||
|
|
|
(4.2) |
Рисунок 4.1 Где Е - модуль упругости материала, Е = 2·105 МПа;
Jmin - минимальный главный центральный момент инерции поперечного сечения стойки, м4;
l - длина стойки, м;
μ - коэффициент приведения длины, величина которого для стержня постоянного поперечного сечения зависит от типа и расположения опор. Для данной схемы μ = 2.
Тогда критическое значение сжимающей силы составит:
P |
3,142 2 105 46,9 10 8 |
90,1кН |
|
|
|||
КР |
(2 |
1, 6)2 |
|
|
|
||
БГТУ 04. 00. ПЗ
Изм. Лист |
№ докум. |
Подпись Дата |
Разраб. |
Шпаковская |
|
Провер. |
Новосельская |
|
Реценз. |
|
|
Н. Контр. |
|
|
Расчет стоек, проверка на |
Лит. Лист |
Листов |
|
1 |
2 |
||
гибкость |
|||
|
|
||
|
БГТУ 4 17 08 10 14 |
||
Утверд. Новосельская
23
Формула для критического напряжения имеет вид:
КР
где λ –гибкость стойки:
В (4.3)
КР
2 E ,
2
l
imin
2 160 188, 2 1, 7
3,142 2,1 1011 55, 6МПа 188, 22
(4.3)
(4.4)
Формула Эйлера применима лишь в пределах действия закона Гука, т.е. при условии, что критическое напряжение не превышает предела пропорциональности материала стержня (σпц = 210 МПа):
КР |
ПЦ |
(4.5) |
|
|
КР 55, 6МПа ПЦ 210МПа
Т.е. условие выполняется.
Из выражения (5.3) и (5.4) следует, что формула Эйлера применима при условии;
пред
Где λ — гибкость рассчитываемого стержня, зависящая от его приведенной длины (μl), размеров и формы поперечного сечения;
λпред - предельная (граничная) гибкость для материала стержня, зависящая только от физико-механических свойств материала.
пред |
|
E |
|
|
|
||
ПЦ |
|
||
|
|
|
(4.6)
(4.7)
|
3,14 |
|
2 105 |
|
96,9 |
|
|||||
пред |
|
|
210 |
|
|
|
|
|
|
|
Т.е. условие гибкости выполняется т.к. λ = 188,2 > λпред = 96,9.
|
|
|
|
|
|
24 |
5. Расчет и подбор опоры под стойки |
|
|
|
|
||
Проектируемая рама опирается на фундамент при помощи опор, |
||||||
состоящих из набора косынок, приваривающихся к опорной плите и стойке |
||||||
рамы. Рама крепится к фундаменту при помощи фундаментных болтов. На |
||||||
опоры действуют значительные осевые силы возникающие от веса |
||||||
металлоконструкции с грузом, которые приводит к возникновению больших |
||||||
напряжений и реакций фундамента. |
|
|
|
|
||
Целью расчета является определение толщин опорной плиты и косынок |
||||||
исходя из напряжений сжатия, а также диаметра болтов, крепящих раму к |
||||||
фундаменту. |
|
|
|
|
|
|
Расчет производим согласно методике изложенной в [3].Расчетная схема |
||||||
представлена на рисунке 5.1 |
|
|
|
|
||
|
|
A-A |
|
|
|
|
|
|
А |
|
А |
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
b |
s |
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 5.1 |
|
|
|
|
Толщину опорной плиты определяем по формуле |
|
|
|
|||
|
|
b 3 бет с , |
|
|
(5.1) |
|
|
|
м.п |
|
|
|
|
где |
|
|
|
|
|
|
-коэффициент, учитывающий увеличение жесткости при укреплении |
||||||
опорной поверхности ребрами. Находится из следующих соотношений |
|
|||||
|
|
при l / b 4 |
1, |
|
|
(5.2) |
|
|
при l / b 1 |
0.5 , |
|
|
(5.3) |
|
|
|
БТГУ 05. 00. ПЗ |
|
|
|
Изм. Лист |
№ докум. |
Подпись Дата |
|
|
|
|
Разраб. |
Шпаковская |
Подбор и расчет опорных |
Лит. |
Лист |
Листов |
|
Провер. |
Новосельская |
|
|
3 |
||
баз и фундаментных |
|
|
||||
Реценз. |
|
|
|
|
||
|
болтов |
|
|
|
||
Н. Контр. |
|
БГТУ 4 17 08 10 14 |
||||
|
|
|
||||
Утверд. |
Новосельская |
|
|
|
|
|
25
где l -расстояние между косынками, l=200 мм (рис. 5.1);
b - вылет опорной плиты, b=400 мм. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Следовательно l/b=200/400=0,5 тогда =0,5 |
|
|
|||||||||||||
бет |
- допускаемой напряжение для бетона М200, бет |
=8МПа; |
|||||||||||||
м.п. |
- допускаемое напряжение материала плиты, |
м.п. |
=158 МПа |
||||||||||||
с – конструкционная добавка, учитывающая коррозию, с=3 мм. |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 бет |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 8 |
|
|
||||
|
b |
|
|
с 0.5 160 |
|
|
|
|
|
3 |
16 мм. |
||||
|
м.п |
158 |
|||||||||||||
Определяем толщину косынки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
s |
2.24 P |
с , |
|
(5.4) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
k z L |
|
|||||||||||
Где Р – расчетная нагрузка на одну опору, Н; |
|
|
|||||||||||||
|
В (5.4) |
|
|
|
P GMAX / 6 |
, |
|
|
|
|
|
(5.5) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Где GMAX - максимальная нагрузка, Н; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
GMAX Gрамы1,1, |
|
(5.6) |
|||||||
Где |
=вес металла, |
=14кг; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
GMAX Gрамы 1,1 14 1.1 15, 4H. |
|
|||||||||||||
|
|
|
P GMAX / 6 14 / 6 2,3H; |
|
|
||||||||||
k – коэффициент гибкости, первоначально принимаем k=0.6; z – число косынок, z=8;
- допускаемое напряжение материала косынки, =158 МПа; L – длина катета косынки, L=200 мм.
s |
2.24 P |
3 |
2.24 2,3 |
3 3.00 мм |
|
|
|||
k z L |
0.6 8 158 200 |
Если толщина косынки s l /13 , то к проекту принимаем толщину рассчитанную по формуле (5.4). Так как s l /13 200 /13 15,3 мм. то уменьшаем коэффициент k и принимаем k=0.2.
Тогда
s |
2.24 P |
3 |
2.24 2080 |
3 3.11 мм |
k z L |
0.2 8 158 170 |
Принимаем косынку со стандартной толщиной s=4 мм. Определим диаметр болтов, крепящих опору к фундаменту
|
|
|
|
|
|
|
|
d Б |
|
4 PБ |
|
|
с , |
(5.7) |
|
М .Б. |
|
||||||
|
|
|
|
||||
где
PБ - болтовая нагрузка, Н;
|
|
|
|
26 |
P |
|
|
F |
(5.8) |
бет |
|
|||
Б |
|
n |
|
|
|
|
|
|
Где F - площадь опорной плиты. Принимаем конструктивно F=0,192 м2;
n - количество болтов, крепящих опору к фундаменту. Принимаем n=4; |
|||||||||||||||||
M .Б. - допускаемое напряжение материала болта, M .Б. |
|
=140 МПа. |
|||||||||||||||
|
|
P |
|
|
|
F |
8 106 |
0.42 |
320000 H. |
|
|
||||||
|
|
бет |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
Б |
|
|
|
n |
4 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Следовательно |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
dБ |
|
|
4 PБ |
|
|
|
с |
4 320000 |
|
3 56,9 мм |
|
||||||
|
|
М .Б. |
|
3.14 140 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Принимаем фундаментный болт стандартного диаметра БОЛТ М30ģ500
ГОСТ 7808-70.
Проверяем сварные швы на срез в месте крепления косынки к стойке. Для этого должно соблюдаться следующее условие
P 0.7 Lшв k ср , |
(5.9) |
Где Lшв - периметр всех сварных швов, Lшв=400 мм; |
|
k - катет сварного шва, k=3 мм; |
|
ср - допускаемое напряжение среза, МПа; |
|
ср 0, 65 0, 65 140 91МПа . |
(5.10) |
P 0.7 Lшв k ср 2,3 0.7 400 3 91 2,3 76440 H.
Условие прочности сварных швов соблюдается.
27
6. Степень унификации и стандартизации
Степень унификации и стандартизации определяется коэффициентом унификации (стандартизации) который зависти от числа стандартных деталей металлоконструкции, и определяется как
KC KУ |
|
nCT |
, |
(6.1) |
|
||||
|
|
n |
|
|
где nCT - число стандартных деталей конструкции, nCT 107 ; n - общее число деталей конструкции, n 161.
KC KУ 107161 0.67 .
Таким образом спроектированная рама является в достаточной мере стандартизированной конструкцией.
БГТУ 06. 00. ПЗ
Изм. Лист |
№ докум. |
Подпись Дата |
Разраб. |
Шпаковская |
|
Провер. |
Новосельская |
|
Реценз. |
|
|
Н. Контр. |
|
|
|
Лит. Лист |
Листов |
Степень унификации и |
|
1 |
|
|
|
стандартизации |
БГТУ 4 17 08 10 14 |
|
|
||
Утверд. Новосельская
28
Заключение
Вданной работе сконструирована рама с подвижной нагрузкой, произведены расчеты профиля сечения ригеля, стоек. Осуществлен расчет ригеля на выносливость, общую и местную устойчивость и в результате вышеприведенных проверочных расчетов установлено, что данная стержневая конструкция (рама) при заданных нагрузках, размерах и сечениях стержней является достаточно прочной, устойчивой и жесткой в опасных сечениях, а также не разрушается от действия циклических нагрузок за период эксплуатации.
Вкачестве ригеля принят двутавр №12. В качестве стояк, исходя из равенства моментов инерции сопротивления предлагаемых деталей и методов расчета, так же двутавр №12. Подобраны опоры, и даны рекомендации по установке рамы на площадку.
Приведен |
список |
использованных |
источников |
и |
ГОСТов. |
29
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНЫХ ИСТОЧНИКОВ
1.Дукельский В.В. "Справочник по кранам".-Л., 1978 г.
2.Вершинский А.В. «Строительная механика».- Л.: Машиностроение
1984 г.
3.Лащинский А.А., Толчинский А.Г. "Основы конструирования и расчета химической аппаратуры" справочник.- Л., 1970 г.
4.Дарков А.В. «Строительная механика». - М.: Высшая школа, 1976 г.
5.Рудицын М.Н. "Справочное пособие по сопротивлению материалов" .-
Мн., 1968 г.