Добро пожаловать на Форум по станкам с ЧПУ!

Кронштейн расчет на прочность.

Тема в разделе "Обработка металлов давлением", создана пользователем msta21, 27 дек 2019.

  1. msta21

    msta21

    Регистрация:
    21 сен 2012
    Сообщения:
    291
    Симпатии:
    0
    Здравствуйте! Помогите с рассчетом на прочность кронштейна. Может кто сталкивался с подобным расчетом. 
    Я считаю что нужно сначала найти эффективные сечения, но незнаю как.
    Выкладываю формулу для расчета, которая у меня получилось. Даже не знаю правильно вывел или нет.

    [​IMG]

    [​IMG]
     
  2. lunfen

    lunfen

    Регистрация:
    25 апр 2013
    Сообщения:
    26
    Симпатии:
    0
    А зачем вы добавляете момент сопротивления изгибу для сечения 2-2? Вы же оцениваете по этой формуле сечение 1-1.
     
    Вопрос к коллегам: а как бы вы оценивали данную конструкцию численными методами? По допускаемым напряжениям будет совсем консервативно. По предельным нагрузкам можно было бы, но как для данной конструкции применить этот метод? В моей практике я применяю расчеты с идеальным пластичным материалом и считаю конструкцию до потери ее устойчивости с учетом больших деформаций. Получившееся значение нагрузки делим на коэффициент запаса 1.5. Поделитесь своими соображениями и опытом...
     
  3. marcelono

    marcelono

    Регистрация:
    25 апр 2013
    Сообщения:
    13
    Симпатии:
    0
     
    Наверное, имеется в виду "неконсервативно"? Критические напряжения никогда не превышают предел прочности, поэтому расчет тонкостенной конструкции по допускаемым напряжениям материала - не в запас.
    Во всех конторах, где я работал или видел работу которых изнутри, численно находят только приложенные ВСФ (то, что дано в задаче, силы и, если есть, моменты). А потом считают пластинку на шарнирных опорах с одним свободным краем на комбинированное нагружение от сжатия и изгиба вручную.
    Хотя, когда пластинкой приблизить некорректно, я тоже прописываю подробную диаграмму деформирования и считаю с учетом больших деформаций. Где расчет расходится, там и потеря устойчивости.
     
  4. msta21

    msta21

    Регистрация:
    21 сен 2012
    Сообщения:
    291
    Симпатии:
    0
    Хотелось бы посчитать что сечения работают в совокупности. А можно ли посчитать данную конструкцию методом конечных элементов? Например посчитать редуцированные сечения относительно полок 1,2,3, и в результате получается область 4, которая задействована в работе конструкции по отношению к каждой плоскости. Может кто поделиться советами в этой области? Кто нибудь может считает в какой либо программе подобные конструкции?

    [​IMG]
     
  5. golovin V.N.

    golovin V.N.

    Регистрация:
    25 апр 2012
    Сообщения:
    496
    Симпатии:
    0
    А почему нельзя упростить до балки в заделке? Отбросим часть с отверстием, закрепим оставшееся жёстко и считаем как обычную консоль по формулам сопромата.
    Хотите - считайте в МКЭ, хоть в SW, хоть в CalculiX.
     
  6. msta21

    msta21

    Регистрация:
    21 сен 2012
    Сообщения:
    291
    Симпатии:
    0
    Хотелось бы более подробно просчитать все изменения возникающие в конструкции. Поэтому я хочу иметь более подробный расчет на данную конструкцию.  Если у вас есть возможность сделать расчет в CalculiX, можете скинуть фото расчета конструкции. Мне просто для сравнения хотелось бы владеть этой информацией, так как я сделал расчет в SW. 
     
  7. lunfen

    lunfen

    Регистрация:
    25 апр 2013
    Сообщения:
    26
    Симпатии:
    0
     
    Нет, я имел в виду именно консервативно. Мы же говорим о пределе текучести, а не прочности! Допускаемое напряжение ведь не учитывает способность конструкции к пластической джеформации без потери прочности и устойчивости...
     
    Судя по вертикальной нагрузке, там будет замятие горизонтальной полки. Я думаю такого происходить не должно. Сопроматом это прикинуть будет не просто...
    Было бы очень интересно посмотреть на расчет данной конструкции вручную. Может кто-нибудь прикинуть и предоставить выкладки?
     
  8. Daviding

    Daviding

    Регистрация:
    5 май 2012
    Сообщения:
    479
    Симпатии:
    0
    Кажется, @ имеет ввиду, что предел по несущей способности (из расчета на устойчивость) наступит раньше, чем будут достигнуты sigma y или sigma 0.2. 
     
  9. lunfen

    lunfen

    Регистрация:
    25 апр 2013
    Сообщения:
    26
    Симпатии:
    0
     
    Такое дело может случиться. Я, например, разделяю вопросы оценки прочности и устойчивости. Естественно, проверять нужно то и другое, но в постах выше я писал именно о прочности...
     
  10. marcelono

    marcelono

    Регистрация:
    25 апр 2013
    Сообщения:
    13
    Симпатии:
    0
     
    Давайте гнуть прямоугольный брус с отношением сторон 4 к 1 (внешняя сила вдоль длинной стороны сечения). Тогда его прочность можно оценить по напряжениям, в полтора раза большим, чем предел прочности. И брать в качестве допускаемых предел текучести, конечно же, консервативно.
    Теперь заменим брус плоской пластинкой с отношением сторон 20 к 1. Тогда она «схлопнется» при напряжениях, раз в восемь меньших, чем предел текучести. Расчет по свойствам материала будет не в запас. Допускаемые напряжения будут определяться изгибной жесткостью пластинки из плоскости (цилиндрической жесткостью).
    А если у пластинки отношение сторон около 10 к 1, то она не потеряет устойчивость от сжатия, но произойдет потеря устойчивости плоской формы изгиба, так называемое опрокидывание. И допускаемые напряжения уже будут определяться крутильной жесткостью пластинки. Но возникает другой вопрос – после потери устойчивости пластинка может брать возрастающую нагрузку, просто изгибаться она станет после того, как ее свернет винтом, относительно главного минимального момента инерции. И тут уже ее прочность будет снова определяться по напряжениям, в полтора раза большим, чем предел прочности. И предел текучести в качестве допускаемых напряжений может оказаться консервативным, а может и нет – зависит от того, следящая ли внешняя сила, т.е. какой она создаст крутящий момент.
    У ТС вектор силы не проходит через центр жесткости сечения, в этом и фишка. У него уголок сразу же «свернется», и прочность будет определяться совместным действием кручения открытого сечения и изгибом относительно минимального момента инерции. Разрушение произойдет в закритике, после потери устойчивости свободными полками от совместного действия изгиба и сдвига. Однако, после потери устойчивости сечение почти мгновенно выродится в пластинку, изменение главных моментов инерции произойдет скачком, поэтому надо или честно рассчитывать напряжения криплинга, или, как это обычно делают, забить и определять несущую способность по критическим напряжениям при комбинированном нагружении.  А они будут в разы меньше предела текучести. Где консервативизм?
     
  11. lunfen

    lunfen

    Регистрация:
    25 апр 2013
    Сообщения:
    26
    Симпатии:
    0
     
    В полтора раза большим чем предел текучести!
     
    Ну а по устойчивости я с Вами полностью согласен. Тонкостенные конструкции нужно обязательно проверять на устойчивость. Для этого, кстати, очень хорошо подойдет нелинейный расчет с пластикой и болшими деформациями...
     
  12. marcelono

    marcelono

    Регистрация:
    25 апр 2013
    Сообщения:
    13
    Симпатии:
    0
    Пардон, да, заболтался:-(
     
  13. golovin V.N.

    golovin V.N.

    Регистрация:
    25 апр 2012
    Сообщения:
    496
    Симпатии:
    0
    Перемещения в статике, запас по устойчивости и первая форма потери устойчивости (Компас Home 13)

    [​IMG]

    [​IMG]

    [​IMG]
     
  14. msta21

    msta21

    Регистрация:
    21 сен 2012
    Сообщения:
    291
    Симпатии:
    0
    Спасибо за информацию. Могли бы еще скинуть файл расчета этой конструкции для Компаса?
     
  15. golovin V.N.

    golovin V.N.

    Регистрация:
    25 апр 2012
    Сообщения:
    496
    Симпатии:
    0
    Версия не позволяет сохранять расчеты. В лучшем случае могу закинуть геометрию в любом формате, так она иу Вас есть без "прикинуто на глаз". Я скрины приложил, но не сказал, что по прочности запас обеспечен. Основной расчет - на устойчивость.
     
  16. OLEG-MAX

    OLEG-MAX

    Регистрация:
    4 май 2012
    Сообщения:
    341
    Симпатии:
    0
    Редуцированные сечения нужно учесть для вашего кронштейна, плюс заделку, которую образую верхнее и боковое ребро (2 и 3)
    Формула не полная в связи с этим.
    Возможно есть логика в предложении:
     
    Только в этом случае не учтем прочность опорной части кронштейна, а она судя по направлению нагрузки тоже имеет значение.
    МКЭ дает более полный ответ.
    Возможно совет гуру в этом может помочь - в чем посчитать.
    Хотя профессионал расчета в SW сделает расчет качественней, чем просто обыватель ANSYS, начать хотя бы с того, что некоторые не уделяют должного внимания построения сетки и получают различные результаты в различных комплексах .
    В тот же момент профессианалы в NX, SW, Ansys, получат примерно одинаковые результаты при соблюдении равных достаточных условий.
    САПР это сила в умелых руках и беда в руках идиота.
     
    Кронштейн ваш похож на те, что используют при установке кондиционеров .
    Судя по вашему элементу нужно учесть наличае основания, которое служет опорой от вертикальной нагрузки.
    Попробовал смоделировать расчет с сеткой средней плотности , поэтому резкльтат эпюр субъективный (для тонколистового металла из 1,2 солид желательно принять порядка 0,6 мм и меньше), металл принял aisi 201.эпюра напряжений эпюра перемещений Эпюра запаса прочности (область с запасом менее 1 )Потеря устойчивости (раз , два , три ...)
    Анализируйте, думайте, поспрашивайте гуру форума, в чем лучше посчитать
     
  17. marcelono

    marcelono

    Регистрация:
    25 апр 2013
    Сообщения:
    13
    Симпатии:
    0
    Можно узнать, что и относительно чего Вы редуцировать собираетесь? Вся деталь из одного материала, подкреплений нет. 
     
  18. OLEG-MAX

    OLEG-MAX

    Регистрация:
    4 май 2012
    Сообщения:
    341
    Симпатии:
    0
    marcelono , вы задаете некорректный вопрос:
    http://i-stp.ru/files/pdf/8-09-12.pdf
    http://stako.ru/images/news/Ayrumyan_03_08.pdf
    Однородность материала не имеет никакого значения к данной теме.
    Для полного понимания нужно изучить Еврокод EN 1993-1-5 или еще не вышедший СП.
    Как то вдруг оказалось, что в РФ нет нормативного документа для ЛСТК, хотя применяются изделия из листового металла достаточно широко и давно.
     
  19. marcelono

    marcelono

    Регистрация:
    25 апр 2013
    Сообщения:
    13
    Симпатии:
    0
     
    Метод редукционных коэффициентов применяется при анализе составных сечений, образованных профилями из разных материалов, а также при местной потере устойчивости элементами сечения. Так что с «некорректностью» Вы поторопились.
    Но, в целом, суть ясна.
     
  20. odinya

    odinya

    Регистрация:
    7 июн 2012
    Сообщения:
    63
    Симпатии:
    0
    Уважаемые коллеги, прошу помочь советом.
     
    Мне необходимо рассчитать прочность кронштейнов сваренных из стального горячекатного уголка для крепления фасадных элементов.
    Дело в том, что за ненадобностью, все институтские знания по сопромату успешно выветрелись из головы и теперь сложно самостоятельно подобрать формулу расчета.
    Подскажите, есть ли простой способ расчета кронштейнов как на изображении?
     
    Заранее спасибо.

    [​IMG]