- •Отчет о выполнении лабораторных работ
- •Исходные данные ирс
- •Принятая расчетная схема (прс)
- •Исходные данные прс
- •Расчет геометрических характеристик сечений
- •Результаты расчета по прс
- •2. Вторая группа тензодатчиков (тензодатчики № 5-8)
- •3. Третья группа тензодатчиков (тензодатчики № 9-12)
- •Сравнение расчетных и экспериментальных данных
- •1. Тарировка тензодатчиков
- •1.1 Цели тарировки:
- •1.2. Устройство тензорезистора
- •1.3 Принцип работы тензорезистора.
- •1.4. Устройство тарировочного стенда.
- •1.5. Расчет коэффициента k
- •1.6. Определение тарировочного коэффициента
- •2. Эксперимент
- •2.1. Принцип работы стенда
- •2.2. Схема модели
- •2.3. Проведение эксперимента
- •2.4. Результаты эксперимента
- •2.5. Расчёт коэффициентов матрицы податливости.
- •2.6. Напряжения в датчиках.
Московский Государственный технический университет имени Н.Э. Баумана
Факультет СМ «Специальное машиностроение»
Кафедра СМ8 «Стартовые ракетные комплексы»
Отчет о выполнении лабораторных работ
по дисциплине «Строительная механика наземного оборудования»
«Определение перемещений и напряжений в модели пускового устройства расчетным и экспериментальным
методом»
Выполнил: Рокосовский К.С.
Плотников И.С.
Группа: СМ8-72
Преподаватель: Языков А.В.
Москва 2015
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА СМНО-2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ И НАПРЯЖЕНИЙ В
МОДЕЛИ РАСЧЕТНЫМ МЕТОДОМ
Исходная расчетная схема (ИРС)
Модель рамной листовой конструкции имеет весьма сложную форму. Многочисленные вырезы, компенсирующие их местные подкрепления, формируют локальные факторы, существенно искажающие линейный характер распределения нормальных напряжений (деформаций) в элементах рамы. Исследование расчётным путем напряжённо-деформированного состояния конструкций такого рода даже, применением ЭВМ представляет весьма сложную задачу.
Построение расчётной схемы (физической модели) конструкции рамы, достаточно точно описывающей ее форму и распределение напряжений, возможно с помощью метода конечных элементов. В качестве конечных элементов можно использовать малые по размеру четырёхугольные и треугольные пластинки, испытывающие плоское напряженное состояние, а также призматические стержни. Ниже представлен примерный вид такой расчётной схемы.
В ряде практических случаев, однако, оказывается важным определить в первую очередь с достаточной точностью жёсткостные характеристики конструкций, матрицу податливости или матрицу жёсткости. Жёсткостные свойства определяются перемещениями от заданных нагрузок, а перемещения в свои очередь складываются из деформаций по всему объему конструкций. Поэтому для расчета жёсткостных характеристик часто применяют упрощённые расчётные схемы, правильно отражающие основные особенности формы конструкции, а распределение усреднённых деформаций по сечениям и длинам ее элементов. При этом элементы конструкции сложной геометрии заменяют простыми, например, призматическими стержнями, имеющими эквивалентные характеристики сечений. При назначении эквивалентных геометрических характеристик элементов той или иной конструкции весьма ценным является опыт сопоставления результатов расчёта по упрощенной схеме похожей конструкции с результатами ее экспериментального исследования.
Для более точного расчета напряжений в элементах конструкции (с учетом вырезов и других локальных факторов) часто бывает достаточно провести расчёт по подробной схеме только отдельно взятых элементов. Для этого принимают характер их нагружения по границам с соседними элементами на основе результатов расчёта всей конструкции по упрощённой схеме.
Ниже изображена упрощённая расчётная схема конструкции (физическая модель).
Она представляет собой пространственную симметричную стержневую систему. Все узлы схемы являются жёсткими телами, соединёнными между собой призматическими стержнями, которые можно считать конечными элементами. Положение в пространстве каждого узла характеризуется при отсутствии внешних сил тремя декартовыми координатами глобальной системы XYZ. Положение начала координат глобальной системы и направление ее осей принято с учётом симметрии расчётной схемы.
Декартовы координаты узлов и характеристики сечений призматических стержней назначаются с учётом геометрических особенностей реальной конструкции и математической модели, лежащей в основе алгоритма вычислительной программы.
Расчёт модели конструкции по упрощённой схеме проводится на ЭВМ с помощью вычислительного программного комплекса “Sadas”, реализующего метод перемещений.
Алгоритмом вычислительного комплекса предусмотрено, что внутренние силовые факторы стержня в двух взаимно перпендикулярных плоскостях (изгибающие моменты, крутящий момент, поперечные и продольная силы) являются независимыми.
Для выполнения этого условия оси инерции каждого призматического стержня (yиz) должны проходить через центр тяжести сечения, а продольная осьxдолжна проходить через центры узлов, соединяемых стержнями. Осиxпродольных балок конструкции и смежных с ними поперечных стержней не всегда пересекаются в одной точке. Поэтому при назначении координат узлов соответствующего фрагмента расчётной схемы придётся несколько исказить форму конструкции. Аналогичные допущения должны быть сделаны и в отношении узлов, соединяющих стойки, продольные и поперечные балки.