Примеры расчета сложных конструкций

Примеры расчета сложных конструкций [c.173]

В главах XV и XVI обращено внимание на формулирование основных фундаментальных вариационных принципов механики деформируемого тела, на их дуальность и вытекающую из нее дуальность методов сил и перемещений. Примеры, приведенные в главе XVI, призваны помочь читателю уяснить механический смысл вопросов. Алгоритмический же и вычислительный аспекты вопроса, в том числе в связи с использованием ЭВМ при расчете сложных конструкций, обсуждается, из-за ограниченности объема книги, лишь в общих чертах и даются указания на литературные источники, где этот аспект освещен подробно. Думается, что даже такое знакомство с новыми вопросами расширит кругозор читателю, а указания на основные литературные источники будут способствовать этому. [c.8]

Разработанные метод и программа позволяют решать сложные инженерные задачи расчета напряженного состояния в корпусах энергетических установок и в сосудах под давлением, имеющих разъемные фланцевые соединения, при эксплуатационных силовых и температурных режимах работы с учетом различных типовых особенностей этих конструкций. Метод и программа удобны для расчета оболочечных конструкций сложной формы с нелинейным распределением поверхностной нагрузки (примеры 1—5), для которых данный метод представляет собой вариант метода конечных элементов, использующий известные решения теории оболочек и пластин. Представление сложных участков оболочек совокупностью 8— [c.98]

Всякую сколько-нибудь сложную практическую задачу удается довести до окончательного результата только с помощью целого ряда дополнительных упрощающих допущений. Постановку и решение типичных задач при небольшом числе четко сформулированных дополнительных упрощающих допущений (гипотез) обычно относят к прикладной теории упругости. Например, в задачах расчета тонкостенных конструкций, схематизируемых набором оболочек и пластин, чрезвычайно важную роль играют гипотезы Кирхгофа—Лява именно на этих гипотезах построены классические теории пластин и оболочек. Основная цель настоящей главы — на простых примерах познакомить читателя с гипотезами Кирхгофа—Лява, используемыми в большинстве остальных разделов книги. Кроме того, в этой главе рассмотрена плоская задача теории упругости и принцип Сен-Венана. [c.34]

Современные методы расчета конструкций, и в частности метод конечных элементов (МКЭ), позволяют с достаточной полнотой учитывать анизотропию материала при расчетах прочности даже довольно сложных конструкций. В качестве примера приведем расчет напряженного состояния соединения оболочки со сферической крышкой, выполненных из стеклопластика (рис. 3.89). [c.240]

Разумеется, о достоверных расчетах с использованием крите рия прочности (5.49) можно будет говорить лишь после всесторонней экспериментальной проверки данного критерия для различных видов сложного напряженного состояния, разных уровней нагрузок и стеклопластиков всевозможных типов. Тем не менее рассмотрим методику одного из этапов прочностного расчета стеклопластиковой конструкции, испытывающей длительное силовое воздействие (постоянное во времени), взяв в качестве примера характеристики кратковременной и длительной. прочности рассмотренного выше стеклотекстолита. [c.168]

В гл. 11 будет рассмотрена общая методика расчета сколь угодно сложных статически неопределимых конструкций. Здесь же мы на простейших примерах познакомим читателя с особенностями поведения и расчета таких конструкций. [c.85]

Для иллюстрации первого случая вернемся еще раз к стержневой системе, изображенной на рис. 23. Когда напряжение во всех трех стержнях достигнет предела текучести (см. рис. 43), узел А, к которому приложена внешняя сила, может перемещаться при неизменном ее значении. Это и значит, что грузоподъемность (несущая способность) конструкции исчерпана. Позднее мы познакомимся и с другими, более сложными примерами расчета конструкции по предельному состоянию, когда последнее достигается вследствие распространения пластического течения. [c.147]

Конечно, есть и в этом методе свои трудности, которые состоят прежде всего в том, что необходимо заранее задаваться аппроксимирующими функциями (ф, 11 , /). В качестве первого приближения эти функции можно выбирать в виде линейных соотношений. В поисках более точного решения задачи требуются другие формы задания функций ф, т) , 1, определяемые из условия равновесия на поверхности или внутри объема тела. Например, для получения уточненных решений могут быть использованы степенные или тригонометрические функции, как это было показано на примере расчета траверсы гидравлического пресса и др. Отметим также, что при выборе указанных функций нужно стремиться к тому, чтобы не получалась сложная система дифференциальных уравнений. Так, например, при расчете станины станка 7540 система уравнений (9Я) оказалась весьма простой благодаря элементарному определению функций ф, т] , I. При другом выборе этих функций можно получить более точные результаты, решив сложную систему дифференциальных уравнений. Из анализа табл. 1 основных типов корпусных деталей машин видно, что большинство из них представляет собой коробчатые пустотелые конструкции с различными перегородками, выступами, окнами, а также рамные или стержневые системы. Все они могут быть успешно рассчитаны при помощи уравнений (23) с некоторыми обобщениями, упрощениями и схематизацией. [c.126]

До сих пор мы рассматривали достаточно простые аудиторные примеры определения критических сил. В практике инженерных расчетов встречаются куда более сложные задачи. Стержень имеет, как правило, не постоянную, а переменную жесткость, а на устойчивость необходимо рассчитывать не отдельные стержни, а целые системы, состоящие из многих, связанных между собой стержней. Особое место занимают задачи устойчивости оболочечных конструкций, расчет которых представляет заметные трудности. В подобных случаях широко используются приближенные методы, в основу которых положен энергетический подход. Он допускает различные трактовки, но мы остановимся на одной, наиболее простой. [c.140]

Предыдущие разделы посвящены изложению методов расчета, которые на основании анализа напряженного состояния позволяют оценить прочность слоистого композиционного материала при сложном нагружении и установить его способность воспринимать действующие нагрузки без разрушения. На рис. 17 приведены основные этапы анализа напряженного состояния и прочности конструкции при расчете и проектировании. Ниже рассмотрены три примера. [c.94]

Приведем некоторые типичные примеры потери корреляции в линейных системах. Начнем с простейшей системы с одной степенью свободы. Несмотря на простоту, она играет большую роль в практических расчетах колебаний машинных конструкций, так как является моделью сложной линейной механической структуры в окрестности ее изолированного резонанса [282]. [c.101]

Подчеркнем, что преимущество рассматриваемого метода позволяет вводить в расчет эти сложные распределения непосредственно в табличной форме, при условии, что распределения представительны и постоянны на рассматриваемом отрезке времени. Что касается факторов, отражающих свойства рассматриваемой конструкции, то, кроме оценки их распределения, необходимо выяснить пути повышения надежности конструкции за счет изменения (в возможных пределах) величины этих факторов. Например, было установлено в нашем примере, что изменение средней приведенной величины жесткости от Спр 35 т/см до Спр 15 т/см (выполняется за счет увеличения хода амортизатора от лс = 70 мм до л = 140 мм, при допустимых изменениях габаритов) приводит к изменению спектра сил (см. рис. 1). Преимущество одного варианта перед другим целесообразно определять количественно по величине вероятности превышения предельной силы Рпред (в нашем случае [c.164]

Наибольшее распространение в машиностроении получили однокоординатные гидравлические следящие приводы дроссельного управления благодаря исключительной простоте их конструкции и высокой надежности в эксплуатации. Эти приводы, состоящие из комбинаций различных управляющих дроссельных золотников и гидродвигателей, могут вместе с тем рассматриваться в качестве типовых звеньев, лежащих в основе всех существующих гидравлических следящих приводов. Принцип действия и методы построения схем таких приводов рассматриваются в главе П. Далее в ней приводятся статические и динамические характеристики основных элементов этих приводов и рассматриваются вопросы устойчивости и качества регулирования приводов в виде линеаризованных моделей в основном по классическому методу с использованием передаточных функций. Такой метод позволяет наиболее простыми средствами исследовать динамику сложных следящих приводов, описываемых дифференциальными уравнениями высоких порядков. Глава включает методику расчета следящих приводов дроссельного управления и примеры конкретных станочных копировальных приводов. [c.4]

Основные понятия теории надежности носят универсальный характер и в принципе применимы к объектам самой различной природы и структуры. Эти объекты могут включать агрегаты, узлы, блоки, которые в свою очередь могут быть механическими, электрическими, химическими, биологическими и другими системами. Примером служит задача о надежности системы, состоящей из объекта управления, системы управления и человека-оператора. Практическое применение методов системной теории надежности для расчета ряда объектов связано с серьезными затруднениями. Сложный характер взаимодействия элементов и подсистем между собой, а также с окружающей средой, трудность или невозможность получения достаточной информации о показателях надежности элементов типичны для многих классов объектов, в том числе для большинства машин и конструкций (см. 1.3). Единственный путь для преодоления трудностей состоит в развитии направления теории надежности, которое естественным образом включает описание физических процессов взаимодействия объекта с окружающей средой, переход системы в неработоспособное состояние как физический процесс. При этом описание поведения объекта с точки зрения его работоспособности становится органически связанным с описанием процесса функционирования системы. [c.34]

Исследование деформации чистого сдвига имеет важное значение для теоретических построений, связанных с рассмотрением кручения, изгиба и других более сложных случаев деформации стержней. Практические же применения теории чистого сдвига связаны с рядом условностей, так как в элементах конструкций мы не имеем этой деформации в чистом виде. Как один из примеров такого применения названной теории, приведем расчет заклепочных и болтовых соединений. [c.114]

В качестве примера на рис. 3.1 приведены результаты расчета удельного теплового потока в условиях сложного теплообмена на строительной конструкции высотой 0,4 м, размером в плане 1X1 м , температурой излучающей среды Г = 600 К и температурой поверхности Г >=500 К. Приведенная степень черноты системы е=0,9, коэффициент взаимной облученности г()2-1 = 1. С увеличением значения безразмерной оптической характеристики газовой среды Ви увеличивается доля конвективной составляющей и уменьщается доля лучистой составляющей в суммарном значении удельного теплового потока при общем уменьшении его значения. В диапазоне изменения 1<Ви<10 преобладающее влияние на процесс сложного теплообмена оказывает лучистый перенос тепла. Причем для практически интересных с точки зрения пожара значений Ви=1—2 доля конвективной составляющей в сложном теплообмене составляет 6—15 %. При значениях Ви>20 влияние лучистого теплообмена практически не сказывается. [c.71]

Основным требованием для них является обеспечение определенной минимальной разрешающей способности, т. е. возможности для наблюдателя отличить друг от друга изображения двух точек или двух объектов определенного вида, находящихся друг от друга на некотором заданном линейном илн угловом расстоянии. Одно это требование уже определяет все. Из дифракционной теории изображения известно, что разрешающая сила связана с отверстием объектива и пропорциональна его диаметру следовательно, диаметр оказывается известным. Длина трубы является функцией отверстия объектива и зависит от сложности его конструкции. На этом простом примере выясняется, что для определения длины нужно знать величины, связанные со второй частью расчета, имеющей целью исправление аберраций системы. Чем сложнее, вообще говоря, конструкция объектива, тем большее относительное отверстие он может иметь и тем короче может быть длина оптической системы. [c.304]

Данный пример иллюстрирует порядок расчета верхней и нижней оценок параметров предельного цикла с помощью общих методов теории приспособляемости. Характеристики конструкции и условия нагружения выбраны условно с целью наиболее отчетливого изложения этапов расчета. Особенности решений при более сложных условиях нагружения рассматриваю гея в конце каждого этапа. [c.361]

Рассмотренные примеры показывают, что оптимизация конструкций КУ и агрегата является ответственным и сложным этапом расчета и проектирования. При силовых расчетах оптимизацию целесообразно проводить на основе анализа сил, действующих в агрегатах при перемещении запорного органа. Уменьшение действующих на запорный орган сил повышает ресурс и надежность работы агрегатов, а также значительно снижает их стоимость, массогабаритные и энергетические характеристики. В большинстве конструкций агрегатов развиваемая приводом сила значительно превышает минимально необходимую. Оптимальной является такая конструкция агрегата, в которой силы герметизации минимальны, а силовые характеристики привода согласованы с ними и не создают перегрузки запорного органа. Это может быть достигнуто конструктивными усовершенствованиями агрегата, направленными на уменьшение неуравновешенных газодинамических сил, сил герметизации затворов, инерционных сил и др. [c.147]

По мере расширения применения низких температур и создания более крупных и сложных конструкций усилилась тенденция использования все более прочных материалов, более высоких действующих напряжений и полуфабрикатов больишх сечений. Это повышает опасность хрупкого разрушения и делает необходимым применение при расчетах методов механики разрушения. Ниже приведены примеры ее использования при расчете емкостей для транспортировки ожиженного природного газа на кораблях и сосудов под давлением в авиакосмической технике, [c.26]

Пример 2. Поверочный расчет сложной обмуровки старой конструкции, со-етоящей иа шамотной футеровки, термо- [c.84]

В качестве примера расчета на удар сложной конструкции разберем случай удара груза Q посредине пролета балки, опирающейся в А на шарнирную неподвижную опору, а ъ В — на шарнирную опору, поставленную на вторую балку посредине ее пролета (рис. 426). Пролет первой балки равен li, момент инерции Jj, модуль упругости для второй балки соответствующие величины равны 1 , J , Е. Наибольшие динамические напряжения возникнут в крайних волокнах средних сечений балок первой и второй. Найдем эти нап-ряжещ5я. [c.526]

Помимо разработки и применения метода к расчету сложных корпусных конструкций был выполнен расчет ряда оболочек переменного сечения, для которых имеются аналитические или численные решения теории упругости, что позволило оценить т очпость предлагаемого метода. В приведенных ниже примерах рассмотрены оболочки переменной толщины, оболочки с галтельными переходами и осесимметричными выточками при этом оболочки переменной толщины аппроксимировались совокуп- [c.95]

Упругие тензометрические модели используются также совместно с расчетом по методам строительной механики при исследовании сложных конструкций, которые можно представить как сочетание отдельных элементов. При этом на моделях этих элементов определяются упругие перемещения и напряжения, соответствующие единичным и прилагаемым внешним нагрузкам. При сложной форме этих элементов расчет напряжений и жесткости для них невыполним, а исследование модели целой конструкции невозможно из-за сложности приложения цагрузки или трудности выполнения модели. Примеры расчетов, выполненных на основе экспериментальных данных для отдельно рассмотренных сложных элементов конструкции, приведены в разделах 29 и 31. [c.73]

Известно [68], что при 2/ 1 1,8 в инженерных расчетах теплопередачу через цилиндрическую стенку можно считать по формуле плоской стенки. Для дымовых труб всегда d2ldi< l,S, и потому теплопередача в дальнейшем рассматривается на примере расчета многослойной плоской стенки при стационарном тепловом режиме с линейным распределением по толщине конструкции. В отдельных случаях, например для газоотводящих труб маневренных ТЭС, будет наблюдаться нестационарный тепловой режим, распределение температур внутри стенок будет соответствовать кривым второго порядка, а решение задачи теплопередачи в трубе становится более сложным [71]. [c.120]

В предлагаемом учебном пособии иэложены методы исследования тепловых режимов электронной аппаратуры. Сформулированы основные идеи и принципы, позволяющие изучать температурные поля сложных тел с источниками энергии, рассмотрены тепловые модели различных конструкций электронных аппаратов и предложены методы расчета их тепловых режимов. Большое внимание уделяется анализу физических и геометрических параметров на тепловой режим аппаратов и кон кретным примерам расчета. [c.2]

Рассмотрим пример расчета вынужденных колебаний быстроходного токарного станка с числовым программным управлением, предназначенного для работы минералокерамическим инструментом. При разработке технического проекта этого станка необходимо было обосновать форму и компоновку несущей системы. В частности, наиболее простым йсполне-нием несущей системы станка является ее исполнение в виде станины на двух ножках. Более сложной и металлоемкой является рамная конструкция. Исполнение станины и основания станка в виде балок, скрепленных между собой на всей длине, является наиболее металлоемким вариантом. [c.69]

В третьей части особое внимание уделено простым аналитическим методам расчета типичных элементов конструкций ракет. Приводимые здесь примеры не могут дать даже отдаленного представления о тех мощных комплексах программ, какими пользуются при уточненных современных прочностных расчетах. Но упрощенные методы расчета не потеряли и, видимо, еще очень долго не потеряют своего значения. Во-первых, простые аналитические решения, наглядно.ограждающие влияние отдельных параметров конструкции, необходимы для правильного понимания особенностей силовой схемы конструкции раке-тьь Во-вторых, умение пользоваться простыми методами расчета, не требующими сложных программ счета, с одной стороны, избавляет проектировщика от необходимости каждый раз прибегать к помощи мощных ЭВМ для получения оперативного результата на начальной стадии проектирования, с другой сторрны, помогает ему контролировать и правильно истолковывать результаты уточненных поверочных расчетов. Наконец, упрощенные аналитические методы используются в системах автоматизированного проектирования на этапах оптимизации силовых конструкций, когда производится многократное повторение прочностного расчета с целью подбора оптимальных параметров отдельных элементов и всей конструкции. [c.4]

Тестовый пример. При расчете оболочек сложных геометрических форм (в частности, тороидальных) наибольшим предпочтением пользуется метод конечных элементов (МКЭ). Специфической особенностью МКЭ в задачах опти.мизации конструкций является необходи.мость предварительной апробации конкретной методики расчета на соответствующем решаемой задаче упрощенном тестовом примере с целью оценки параметров сходимости алгоритма расчета функций предельных состояний конструкции и выбора оптимальной, в смысле объема вычислительных затрат, схемы разбиения оптимизируемой конструкции на конеч1Ные элементы (число элементов А эл, геометрия элементов и т. п.). Поэтому, прежде чем рассматривать постановку и результаты рещения сформулированной задачи оптимизации, коротко остановимся на результатах решения тестовой задачи о потере устойчивости упругой изотропной тороидальной оболочки кругового поперечного сечения, нагруженной гидростатическим внешним давлением (рис. 5.2). Методика решения реализует вариант МКЭ, сформулированный в перемещениях для специального конечного элемента вращения, учитывающего поперечный сдвиг и обжатие нормали в оболочке. [c.225]

Степень статической неопределимости равная трем, которая разобрана на примере конструкции, является максимальной степенью статической неопределимости сложной системы в случае проведения расчета вручную. Тидбэри описал реализованный на ЭВМ расчет конструкции кузова автофургона, показанного на рис. 7.35 и схематизированного в несколько меньшей степени [13]. Тидбэри показал влияние выреза, выполняемого для образования боковых окон. Матричные операции проводились с помощью ЭВМ. [c.196]

Проектирование управляемых устройств на основе многосвязных полосковых структур основывается на анализе моделей, рассмотренных в предыдущих разделах. Но кроме этого, конечно, оно включает в себя весь богатый комплекс задач, возникающих при создании устройств СВЧ. Стало уже традиционным разбивать этот комплекс на две основные части в первую входят задачи расчета первичных параметров во вторую — расчет и оптимизация конструкции как многополюсника и, в конечном счете, как функционально законченного узла. Следует отметить, что проблема автоматизированного проектирования сложных по структуре устройств СВЧ, содержащих МСПС или МСПЛ, еще далека от полного завершения. Причин этому много, но, видимо, стоит назвать основную, которой, на наш взгляд, яляется невозможность применения в полном объеме классического синтеза устройств СВЧ [2,69] к синтезу устройств на связанных линиях с неуравновешенной электромагнитной связью. В силу этого возрастает роль так называемого параметрического синтеза путем проведения, по существу, оптимизации конструкции по выбираемой совокупности параметров. В процессе реализации подобного подхода достигнуты серьезные по значимости для практики результаты [5,6,73], и родились за последнее время новые методы. Примером одного из них служит метод, в котором используются предварительные [c.111]

Н. м. определяется в 100 лет. Ж. м. по сравнению со стальными оказываются бо.юе долговечными. Кроме того преимущество Ж. м. над стальными заключается в значительно меньшей их чувствительности к увеличению вре.менной нагрузки вот почему их редко приходится менять из-за возрастания последней. Это достоинство находит объяснение как в сравнительно большем собственном весе Ж. м., так и свойстве бетона — с возрасто.м увеличивать сопротивление следовательно при перерасчетах Ж. м. под усилившуюся временную нагрузку можно поднять допускаемое напряжение на бетон, если, разумеется, в стали имеется запас для напряжений. В отношении долговечности особо предпочтительны железобетонные путепроводы, т. к. железобетон не страдает в такой мере, как сталь, от дыма и паров паровоза, а стоимость такого путепровода по подсчетам инж. Успенского меньше примерно на 16—30%. По технич. достоинствам в отношении жесткости, непрерывности пути, легкости надзора и незначительности ремонта Ж. м. превосходят стальные и почти равноценны каменным. В эстетич. отношении К. м. стоят выше стальных и часто не уступают каменным. Благодаря свойству железобетона принимать разнообразные формы мостам этой конструкции в зависимости от требований придают монументальный или же легкий вид. Указанные преи.мущества выдвигают Ж. м. на первое место. Постоянные искусственные сооружения на автогу1кевых дорогах при средних пролетах у нас строятся часто, а за границей — почти исключительно железобетонными только в случае больших пролетов их перекрывают сталью. Иа ж. д. СССР малые пролеты до 15 ж (а в отдельных случаях и до 20. ) перекрываются типовыми железобетонными пролетными строениями при больших отверстиях, в случае невозможности по различным условиям разбить их на указанные выше пролеты, арочные пролетные строения применяют редко, т. к., не будучи стандартными, они вызывают необходимость строить, все сооружения на месте в отличие от стальных пролетных строений, изготовляемых целиком на з-де, и кроме того из-за распорности арочной системы требуют более сложных и тяжелых опор. В иностранной практике имеются многочисленные примеры перекрытия средних пролетов железобетонными сквозными балочными пролетными строениями, если отнести сюда и арочные конструкции с затяжками. Уменьшение количества строительных работ на месте достигается применением сборных железобетонных конструкций. По Техническим условиям проектирования железобетонных искусственных сооружений под железные дороги (проект 1936 г.) временная нагрузка вводится в расчет с дина.мич. коэф-том [c.379]

Ниже рассмотрен расчет приточной воздушной стенки зонта (выгородки) на примере МО от загрузочного отверстия печи для плавки вторичного алюминия (другой тип местного отсоса для подобных окон — вытяжной аспирационный шлюз, см. поз. 25.1 и рис. 5, 6). Нагрев металла в печи происходит в результате сжигания природного газа. Для предотвращения окисления металла в печи поддерживается небольшое положительное давление (10—30 Па). Плавильные газы частично поступают в помещение через загрузочное отверстие печи (закрываемое подъемным шибером), частично отсасываются через газовые тракт. У печи, перед ней и над ней непрерывно производятся технологические операции, поэтому постоянный зонт над рабочим отверстием устроить нельзя. Было испытано несколько конструкций зонта с подвижной передней стенкой. Работали они неэффективно из-за значительных колебаний температуры плавильных газоб, выходящих из печи (от 20 до 400 °С в течение 1—2 мин). В результате металл коробился, а усиление конструкции или устройство термоизоляции оказалось нерациональным из-за значительного увеличения массы подвижных частей при относительно малой прочности каркаса печи. Кроме того, самые интенсивные газовыделения происходят при открытом шибере и отведенном от печи зонте (при сдвигаемой конструкции зон га) или опущенной стенке его (при конструкции зонта с подвижной передней стенкой). Такие условия наиболее подходят для устройства местного отсоса над рабочим отверстием печи в виде зонта-козырька или выгородки с передней приточной воз душной стенкой (рис.29). Остальные стенки зонта, находящиеся вне зоны переменных температур и технологических операций, металлические. Воздушная стенка не мешает ведению технологического процесса, не вы-ходит из строя под действием газов и переменной температуры, не имеет сложного привода, необходимого для подвижного зонта. [c.100]

Большинство реальных конструкций настолько велико и сложно, что минимально допустимая конечно-элементная модель всей конструкции выдвигает чрезмерно высокие требования к возможностям вычислительной техники при решении полученных уравнений. В связи с этим приходится решать задачу поэтапно, при этом основные части конструкции, называемые подконструкциями, рассчитываются отдельно, а затем полученные решения объединяются. Примеры даны в разд. 1.3. Кроме того, на практике процесс проектирования часто начинается с независимых расчетов уже существующих подконструкций, и окончательные проектировочные расчеты оказывается эффективным проводить с использованием данных о подконструкциях. Более того, подход, при котором рассчитываются отдельные подконструкции, позволяет проектировщику оперировать с промежуточными числовыми данными для компонент конструкции, что важно при повторяющихся расчетах, встречающихся, например, в оптимальном проектировании и нелинейном анализе. [c.91]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...