labrabferma (1013882), страница 10

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 10)

Во второй части проводится поверочный расчет (расчет на прочность) конструкций, собранных из стандартных элементов. Здесь следует иметь в виду, что после назначения других, нежели теоретические, значений площадей стержней, получившихся на предыдущих этапах проектирования, неизбежно приведёт к перераспределению сил в конструкции, а, следовательно, к изменению напряжений в элементах фермы. Т.е. возникнет вероятность её разрушения. Поэтому всегда необходимо проводить поверочный расчет, который даст возможность:

• окончательно и более реально оценить массу ферм-кандидатов;

• проверить, выдерживают ли нагрузку стержни со стандартными значениями площадей (если коэффициент запаса прочности для некоторых стержней станет меньше единицы в пределах 5%, то таким несоответствием можно пренебречь);

• проверить, не превышают ли перемещения узлов в полученных фермах 1-2% от характерных размеров области. Большие перемещения ставят под сомнение реальность проведенных прочностных расчетов и возможность безопасной работы спроектированной конструкции.

• определить максимальные значения перемещений узлов фермы, выходящих за пределы заданной области, чтобы установить окончательные размеры области, в которой будет работать конструкция.

Самый простой случай, это когда в результате поверочного расчёта окажется, что какой-нибудь из элементов не выдерживает нагрузку. Тогда придётся его заменять ближайшим из каталога элементом большей площади, и снова производить поверочный расчет. Более распространён случай, это когда все стержни, набранные из стандартных элементов, выдерживают нагрузку, но коэффициенты запаса прочности у большинства из них велики. Это неизбежно вызовет сомнение в оптимальности полученного решения. В таком случае приходится предпринимать попытку заменить один или несколько стержней стандартными элементами меньшей площади и снова производить поверочный расчет.

Этот обычный в практике проектирования итерационный процесс разработки проекта отражён стрелками на последних этапах в общей схеме проектирования рис. 1.1. После проведения нескольких таких итераций для каждой из ферм – кандидаток, необходимо произвести отбор окончательного решения и предъявить его в качестве результата выполнения всей проектной работы.

Обратимся к примеру. Итак, в нашем распоряжении имеется ряд стандартных элементов (трубы), обладающих дискретными характеристиками (см. раздел 5 настоящего пособия).

По результатам расчета конструкции 2_optS.frm (рис. 3.22) составим таблицу расчетных значений площадей поперечных сечений стержней и минимально необходимых моментов инерции.

Произведём подбор элементов из этого каталога для рассматриваемой схемы. Результат приведен в нижеследующей таблице, где выделены стержни, для подбора которых определяющим являлся момент инерции.

Рис. 3.23

З
анесем подобранные площади элементов в конструкцию фермы и произведем поверочный расчет (рис. 3.23).

Результат по проекту на этом этапе будет равен: V = 2860 см³. Эта цифра во много раз больше теоретического результата в 531.7 см³ (см. рис. 3.22). Но обратим внимание на то, что для подавляющего числа стержней конструкции (это стержни 1,3,4,5,7,8 - выделены в таблице) определяющую роль в подборе стандартных элементов играли не площади, а моменты инерции. Иными словами, дальнейшему совершенствованию конструкции препятствуют слишком большие потребные моменты инерции.

Для уменьшения потребных моментов инерции надо увеличить значение коэффициента гибкости сжатых стержней (см. раздел 2.3) и провести параметрическую оптимизацию конструкции фермы при другом .

П

римем = 70. Тогда после параметрической оптимизации и расчета получим результат, приведенный на рис. 3.24.

Проведем подбор элементов для этой конструкции, занесем площадь их в конструкцию и произведём расчет.

Р

Рис.3.24, 3.25

езультаты расчета приведен на рис. 3.25.

О
бъем материала конструкции стал равен V =1997см³, что меньше ранее полученного результата в V = 2824 см³. Дальнейшим увеличением можно попытаться ещё более усовершенствовать конструкцию. Примем =90, произведем параметрическую оптимизацию, сохраним полученный результат в виде нового проекта и произведём расчет, после чего будем иметь новые значения площадей и моментов инерции стержней конструкции. Снова проведем подбор элементов для этой конструкции, занесем площадь их в конструкцию и произведём расчет.

Объем материала этой конструкции увеличился до V =2082см³ , что говорит о принятом чрезмерном значении . Уменьшим до 80, проведём оптимизацию и, сохранив результат в виде нового проекта, произведем расчет конструкции для определения необходимых моментов инерции. Результат подбора приведен в следующей таблице.

После проведения расчета с подобранными площадями объем материала конструкции стал равным V =2035см³ . Таким образом, результат оптимизации и подбора стандартных элементов при = 70 с V =1997см³ оказался наилучшим. Поэтому примем его как окончательный (рис. 3.25).

Характеристики

Список файлов книги