samoilov (1041315)
Текст из файла
Московский Государственный Технический Университетим. Н. Э. БауманаКафедра МТ7РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКАК КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ«СВАРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ»Студент: СамойловКонсультант: КоноваловГр. МТ7 – 81Дата:МОСКВА 2002.,11. Аннотация.2Целью данного курсового проекта является анализ двух вариантов изготовлениясварных пространственных узлов главной и горизонтальной фермы мостового крана.Первый вариант рассчитан и спроектирован исходя из условия удобства сборки и сварки.Второй исходя из условия минимизации концентрации напряжений в сварных швах пространственных узлов.32.
Построение линий влияния.2.1.Определение опорных реакций:Составим уравнение моментов относительно точки В (см. Рис. 2.1.):∑ M B = 0; 1 ⋅ ( L − X ) − R A ⋅ L = 0;X = 0;R A = 1;X = L;R A = 0;L− X;XRA =где 1 – единичная сила (далее Е. С.);Х – координата положения Е. С.;RA – реакция в точке А;L – пролет фермы.Составим уравнение моментов относительно точки А:∑ M A = 0; 1 ⋅ X − RB ⋅ L = 0;X = 0;RB = 0;X = L;R B = L;RB =X;Lгде RB – реакция в точке В.2.2.Линия влияния стержня Н4:2.2.1. Е.
С. правее точки 7/:Составим уравнение моментов относительно точки 7/ (см. Рис. 2.1):∑ M 7 / = 0;R A ⋅ (6 ⋅ L2 + L1 ) − 34 ⋅ W = 0; 45 = R A ⋅(8 ⋅ L2 + L1 );W(L − X )L − X ( 6 ⋅ 1 .4 + 0 . 7 )⋅= 5.35 ⋅;LL1 .7X = 0; 34 = 5.35;X = L; 34 = 0;34 =где34 – усилие в стержне Н4 направленное из точки 3 в точку 4;L1=0,7 м – длина крайних стержней верхнего пояса;L2=1.4 м – длина остальных стержней нижнего пояса;W=1.7 м – высота стоек вертикальной фермы.4Рис.
2.1. Построение линий влияния.52.2.2. Е. С. левее точки 7/:Составим уравнение моментов относительно точки 7/:∑ M 7 / = 0;XLX = 0;X = L;43 =где⋅RB ⋅ (8 ⋅ L2 + L1 ) − 43 ⋅ W = 0; 43 = RB ⋅(8 ⋅ L2 + L1 );WX(8 ⋅ 1.4 + 0.7)= 7⋅ ;L1 .743 = 0;43 = 7;43 – усилие в стержне Н4 направленное из точки 4 в точку 3.2.3.Линия влияния стержня В8:2.3.1. Е.
С. правее точки 8/:Составим уравнение моментов относительно точки 4:∑ M 4 = 0;R A ⋅ (7 ⋅ L2 + L1 ) + 7′8′ ⋅ W = 0; 7′8′ = − R A ⋅(7 ⋅ L2 + L1 );W(L − X )L − X ( 7 ⋅ 1 .4 + 0 .7 )⋅= −6.18 ⋅;LL1.7X = 0; 7′8′ = −6.18;X = L; 7′8′ = 0;7′8′ = −где7/8/ – усилие в стержне В8 направленное из точки 7/ в точку 8/.2.3.2. Е. С. левее точки 8/:Составим уравнение моментов относительно точки 4:∑ M 4 = 0;RB ⋅ (7 ⋅ L2 + L1 ) + 8′7′ ⋅ W = 0; 8′7′ = − RB ⋅(7 ⋅ L2 + L1 );WX ( 7 ⋅ 1 .4 + 0.7 )X⋅= −6.18 ⋅ ;1 .7LLX = 0; 8′7′ = 0;X = L; 8′7′ = −6.18;8′7′ = −где8/ 7/– усилие в стержне В8 направленное из точки 8/ в точку 7/.62.4.Линия влияния стержня Р8:2.4.1. Е.
С. правее точки 8/:Составим уравнение проекций сил на вертикальную ось:∑ PY = 0;α = arctg (R A − 7′4 ⋅ sin α = 0; 7′4 =RA;sin α1 .7W) = arctg ( ) ≈ 50.5 0 ;1 .4L211L− XL− XL− X;⋅=⋅= 1.29 ⋅0sin αsin( 50.5 )LLLX = 0; 7′4 = 1.29;X = L; 7′4 = 0;7′4 =где7/4 – усилие в стержне Р8 направленное из точки 7/ в точку 4.2.4.2. Е.
С. левее точки 7/:Составим уравнение проекций сил на вертикальную ось:RB;sin αXXX11=− ⋅=−⋅1.29;47′ = − ⋅0L sin αL sin( 50.7 )LX = 0; 47′ = 0;X = L; 47′ = −1.29;∑ PY = 0;гдеRB + 47′ ⋅ sin α = 0; 47′ = −47/ – усилие в стержне Р8 направленное из точки 4 в точку 7/.2.5.Линия влияния стержня С2:Составим уравнение проекций сил на вертикальную ось в точке 2/:∑ PY = 0; − 1 − 2′1 = 0; 2′1 = −1;где2/1 – усилие в стержне С2 направленное из точки 2/ в точку 1.2.6.Линия влияния стержня С1:Составим уравнение проекций сил на вертикальную ось в точке 0/:∑ PY = 0; − 1 − 0′0 = 0; 0′0 = −1;где0/0 – усилие в стержне С1 направленное из точки 0/ в точку 0.73.
Определение усилий в стержнях от распределенной исосредоточенной нагрузки.3.1.Стержень Н4;3.1.1. Усилие от распределенной нагрузки:N (Q ) = Q ⋅ Ω = 0.58 ⋅ 31.81 = 18.45 кН ;где Q=0.58 кН – распределенная нагрузка;Ω - площадь ограниченная линией влияния (заштрихованная область).Ω=11⋅ y1 ⋅ L = ⋅ 3.03 ⋅ 21 = 31.81 м;22Все координаты (y1…y8) находятся с помощью метода подобия и берутся с учетомсвоего знака.(8 ⋅ L2 + L1 )5.35 ⋅ (8 ⋅ 1.4 + 0.7 )y1=⇒ y1 == 3.03;7.0421L3.1.2.
Усилие от сосредоточенной нагрузки:а) Максимальное усилие:N max ( D ) = D ⋅ ( y1 + y 2 ) = 168 .7 ⋅ (3.03 + 2.39) = 914 .35 кН ;где D=168.7 кН – вертикальная сила давления от колес тележки;y2(8 ⋅ L2 + L1 − LT )5.354 ⋅ (8 ⋅ 1.4 + 0.7 − 2.5)=⇒ y2 == 2.39;L5.3521где LT=2.5 м – расстояние между колесами тележки (база тележки);б) Минимальное усилие:N min ( D ) = 0.3.2.Стержень В8;3.2.1. Усилие от распределенной нагрузки:N (Q ) = Q ⋅ Ω = 0.58 ⋅ ( −32.44) = −18.82 кН ;11Ω = ⋅ y3 ⋅ L = ⋅ ( −3.09) ⋅ 21 = −32.44 м;22y3(7 ⋅ L2 + L1 )6.18 ⋅ (7 ⋅ 1.4 + 0.7)=⇒ y3 = −= −3.09;− 6.18L2181.1.2. Усилие от сосредоточенной нагрузки:а) Максимальное усилие:N max ( D ) = D ⋅ ( y3 + y 4 ) = 168 .7 ⋅ ( −3.09 − 2.35) = −917 .73 кН ;(7 ⋅ L2 + L1 − LT )6.18 ⋅ (7 ⋅ 1.4 + 0.7 − 2.5)y4=⇒ y4 = −= −2.35;21− 6.18Lб) Минимальное усилие:1.3.
N min ( D ) = 0.1.4.Стержень Р8;1.4.1. Усилие от распределенной нагрузки:N (Q ) = Q ⋅ Ω = 0.58 ⋅ 0.903 = 0.52 кН ;11Ω = ⋅ y5 ⋅ (7 ⋅ L2 + L1 + a ) + ⋅ y7 ⋅ (7 ⋅L 2 + L1 − a );22где а – координата пресечения линией влияния нуля (находиться методом подобия).y5(7 ⋅ L2 + L1 )1.29 ⋅ (7 ⋅ 1.4 + 0.7)=⇒ y5 == 0.645;L1.2921y7(6 ⋅ L2 + L1 )1.29 ⋅ (6 ⋅ 1.4 + 0.7)=⇒ y6 = −= −0.559;L21− 1.29y7y50.645 ⋅ 1.8=⇒a== 0.75;aL2 − a− 0.559 + 0.64511⋅ 0.645 ⋅ (7 ⋅ 1.4 + 0.7 + 0.75) + ⋅ ( −0.559 ) ⋅ (7 ⋅ 1.4 + 0.7 − .75);22Ω = 0.903 м;Ω=1.1.2.
Усилие от сосредоточенной нагрузки:а) Максимальное усилие:N max ( D ) = D ⋅ ( y5 + y6 ) = 168 .7 ⋅ (0.645 + 0.49) = −191 .47 кН ;9y6(7 ⋅ L2 + L1 − LT )1.29 ⋅ (7 ⋅ 1.4 + 0.7 − 2.5)=⇒ y4 == 0.49;L1.2921б) Минимальное усилие:N min ( D ) = D ⋅ ( y7 + y8 ) = 168 .7 ⋅ ( −0.559 − 0.405) = −162 .63 кН ;y8(6 ⋅ L2 + L1 − LT )1.29 ⋅ (6 ⋅ 1.4 + 0.7 − 2.5)=⇒ y8 = −= −0.405;L21− 1.291.5.Стержень С2;1.5.1. Усилие от распределенной нагрузки:N (Q ) = Q ⋅ Ω = 0.58 ⋅ ( −1.4) = −0.812 кН ;1Ω = ⋅ y9 ⋅ 2 ⋅ L2 = ( −1) ⋅ 1.4 = −1.4 м;21.5.2.
Усилие от сосредоточенной нагрузки:а) Максимальное усилие:N max ( D ) = D ⋅ y9 = 168 .7 ⋅ ( −1) = −168 .7 кН ;б) Минимальное усилие:N min ( D ) = 0;1.6.Стержень С1;1.6.1. Усилие от распределенной нагрузки:N (Q ) = Q ⋅ Ω = 0.58 ⋅ ( −0.35) = −0.2 кН ;11Ω = ⋅ y10 ⋅ L1 = ⋅ ( −1) ⋅ 0.7 = −0.35 м;22101.6.2. Усилие от сосредоточенной нагрузки:а) Максимальное усилие:N max ( D ) = D ⋅ y10 = 168 .7 ⋅ ( −1) = −168 .7 кН ;б) Минимальное усилие:N min ( D ) = 0;1.7.Усилие в остальных стержнях.Усилие для остальных стержней от нагрузок действующих на главную и горизонтальную фермы найдены с помощью расчетной программы и представлены в приложении.4.
Определение расчетных усилий в стержнях.4.1.Главная ферма:4.1.1. Верхний пояс:N max = N (Q ) + N max ( D ) + N (QG ) + N ( DG );N min = N (Q ) + N min ( D ) − N (QG );гдеNmax – максимальное усилие в стержне;Nmin – минимальное усилие в стержне;N(Q) – усилие в стержне от распределенной нагрузки;N(QG) – усилие в стержне от распределенной горизонтальной нагрузки;N(DG) – усилие в стержне от горизонтальной инерционной нагрузки;Nmin(D) – минимальное усилие от силы давления колес тележки в стержне;Nmax(D) – максимальное усилие от силы давления колес тележки в стержне.1.1.2. Нижний пояс:N max = N (Q ) + N max ( D ) + N (QG );N min = N (Q ) + N min ( D ) − N (QG ).1.1.3. Раскосы:N max = N (Q ) + N max ( D );N min = N (Q ) + N min ( D ).1.1.4. Стойки:N max = N (Q ) + N max ( D );N min = N (Q ) + N min ( D ).1.2.Горизонтальная ферма:1.2.1. Раскосы:N max = N (QG ) + N ( DG );N min = − N (QG ) − N ( DG ).1.2.2.
Стойки:N max = N (QG ) + N ( DG );N min = − N (QG ) − N ( DG ).11121.3.Коэффициент асимметрии цикла:Nρ = min .N max1.4.Результаты расчета.Результаты расчетов по приведенным выше формулам сведены в таблицу 4.1..Таблица 4.1. Максимальные и минимальные усилие в стержнях главной игоризонтальной фермы.СтерженьВ1В2В3В4В5В6В7В8Н1Н2Н3Н4Р1Р2Р3Р4Р5Р6Р7Р8С1С2С3Главная фермаNmax, kHNmin, kH00-423.3-5.4-423.3-5.4-831.4-11-831.4-11-1060-14-1060-14-1111-15234.53.9550.18.282012.4938.314.6-298.8-5.6253.34.4-34411.9313.8-42-283.672.3253.4-103-223.3133193-163-168.9-0.2-169.5-0.8-169.5-0.8ρ00.0130.0130.0130.0130.0130.0130.0130.0170.0150.0150.0160.0190.017-0.03-0.13-0.25-0.4-0.59-0.840.0010.0050.005Горизонтальная фермаNmax, kHNmin, kHρ-44.456.3-51.647-42.538-33.528.9-20.2-20.3-20.344.4-56.351.6-4742.5-3833.5-28.920.220.320.3-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-15.
Расчет главной фермы первого варианта.135.1.Верхний пояс:5.1.1. Схема нагружения и исходные данные:Pz=1111 кН;L2=1400 мм;D=168.7 кН;DG=20.2 кН;ρ=0.013;Материал: ВСт3сп;Расчетная группа по СНиП: 7я.Рис. 5.1. Схема нагружения верхнего пояса главной фермы.5.1.2.
Расчетная схема:Х, Y - центральные оси сечения;Z0 – координаты центра тяжести швеллера;Н – высота швеллера;b – ширина полки швеллера.Рис. 5.2. Расчетная схема поперечного сечения верхнего пояса.5.1.3. Допускаемые напряжения при статическом нагружении:[σ ]р = m ⋅R ynγm= 1 .1 ⋅14250≈ 260 МПа ;1.05где [σ]р – допускаемое напряжение при растяжении;m=1.1 – коэффициент неполноты расчета (учитывает влияние горизонтальной фермы);Ryn=250 МПа – нормативное сопротивление при растяжении;γm=1.05 – коэффициент надежности по материалу.[σ ]с = m ⋅ Runγm= 1 .1 ⋅370≈ 387 МПа ;1.05где [σ]с – допускаемое напряжение при сжатии;Run=370 МПа – нормативное сопротивление при сжатии.1.1.4.
Допускаемое напряжение при работе на выносливость:[σ ] = m ⋅ α ⋅ γ v ⋅ Rv = 1.1 ⋅ 1.63 ⋅ 2.03 ⋅ 36 ≈ 131 МПа;где α – коэффициент учитывающий число циклов нагружения (n=106);γv – коэффициент учитывающий асимметрию цикла нагружения;Rv=36 МПа – расчетное сопротивление;α = 0.07 ⋅ ( n ⋅ 10 −6 ) 2 − 0.64 ⋅ ( n ⋅ 10 −6 ) + 2.2;α = 0.07 ⋅ ( n ⋅ 10 −6 ) − 0.64 ⋅ ( n ⋅ 10 −6 ) + 2.2 = 1.63;22γv === 2.03.1 − ρ 1 − 0.0131.1.5.
Расчетные изгибающие моменты:11⋅ D ⋅ L2 = ⋅ 168 .7 ⋅ 10 3 ⋅ 1400 ≈ 39.4 ⋅ 10 6 Н ⋅ мм;6611М У = ⋅ DG ⋅ L2 = ⋅ 20.2 ⋅ 10 3 ⋅ 1400 ≈ 4.7 ⋅ 10 6 Н ⋅ мм;66MX =гдеМх – изгибающий момент относительно оси X;Му – изгибающий момент относительно оси Y;1.1.6. Подбор типоразмера швеллера:15Подбор типоразмера швеллера производился методом перебора, то есть бралсяпроизвольный швеллер и производились расчеты:1.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
