Анализ и расчет конструкций

АНАЛИЗ И РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИЙ [c.119]

В особую группу следует выделить расчеты размерных цепей, под которыми понимаются группы сопряженных размеров детали, узла или изделия в целом, влияющих на один размер и образующих замкнутый контур. С помощью анализа и расчета размерных цепей достигается правильный выбор допусков, обеспечивается взаимозаменяемость деталей и узлов, повышается технологичность конструкции. [c.188]

Задачи, связанные с анализом динамических свойств летательных аппаратов на основе уравнений возмущенного движения, рассматриваются в книге лишь с целью иллюстрации влияния аэродинамических характеристик на управляемость и устойчивость. Более подробно эти задачи изучаются в курсах динамики полета, проектирования и расчета конструкций летательных аппаратов. [c.6]

Возможность хрупкого разрушения зависит от многих факторов. Рассмотрим, например, уравнения (И) и (21), с помощью которых можно вычислить соответственно критическую длину трещины и число циклов до разрушения. Для решения этих уравнений необходимо знать свойства материала, характер нагружения в процессе эксплуатации, вероятные размеры исходной трещины и вид зависимости K=f(a) для данного случая. Для сложной конструкции все эти факторы, очевидно, установить не удается. Поэтому для обеспечения безопасности и надежности конструкции необходимо разработать план ограничения этой неопределенности. Он состоит из следующих элементов 1) определение расчетных критериев и допущений, используемых при анализе 2) расчет конструкции с учетом допустимого повреждения 3) осуществление мероприятий по обеспечению выполнения требований расчета. [c.25]

Данные теоретического анализа и расчетов узлов и деталей используются соответствующими КБ при доводке конструкции проектируемого узла, а КИБ — для выбора нагрузочных режимов при параметрических и форсированных испытаниях узлов. [c.30]

Одним из способов оценки рациональности конструкторских решений и технологичности конструкции является экономический анализ и расчеты экономической эффективности. Эти расчеты ведутся уже на стадиях проектирования и позволяют сопоставить отдельные варианты по затратам, включающим в себя предполагаемую себестоимость изготовления и необходимые капитальные вложения. Более сложные экономические расчеты разработчики сами не выполняют, а передают экономическим службам. Там расчеты проводятся специалистами при помощи вычислительной техники. [c.131]

Анализ и расчет нескольких конструкций показывает, что при управляющем давлении р = 50 бар следует принимать D = 3d. [c.135]

Как уже отмечалось в начале этой главы, имеются некоторые приближенные методы, с помощью которых можно определить основные особенности конструкции, и в настоящее время получены некоторые масштабные коэффициенты [69, 70]. Однако на стадии предварительного расчета потребуются дополнительные подробные данные для более полной оценки характеристик предложенной системы. Затем эти данные используются в качестве исходных для более точных анализов и расчетов. Чтобы определить рабочие характеристики, требуется знать следующие параметры [c.348]

Современные железобетонные конструкции мостов, путепроводов и эстакад отличаются большим разнообразием, сложностью форм и расположением в пространстве. В связи с этим целесообразно использовать при их расчете векторный анализ. Векторная запись основных уравнений в сочетании с матричной формой записи позволяет упростить программирование и расчет конструкций на ЭВМ. [c.24]

Разделение коэффициентов аберраций 3-го порядка в системах типа А. Как известно, оптический расчет объективов микроскопа распадается на две стадии. На первой стадии стараются получить такую систему, которая имела бы малые значения коэффициентов аберрации 3-го порядка. На второй стадии с помощью тригонометрического расчета или ЭВМ определяют действительные значения аберраций, влияние на них различных конструктивных элементов системы. Целесообразно на первой стадии разработки объективов с большой апертурой вычислить коэффициенты аберраций не только 3-го, но и 5-го порядка. Система с малыми значениями этих коэффициентов требует минимального улучшения с использованием ЭВМ. Соблюдение условия заданной величины 0 приводит сначала к самостоятельному исследованию зеркальных систем. Поэтому анализ и расчет объективов в области аберраций 3-го порядка производились методом разделения коэффициентов аберраций по компонентам и укомплектования последних в общую систему. К таким самостоятельным компонентам независимо от их сложности отнесены фронтальная часть объектива, зеркальная и дополнительная системы. Так как конструкции объективов типа А и типа В в принципе отличны друг от друга, то их анализ производился отдельно. [c.209]

При конструировании прибора рационально выбрать конструкцию сборочной единицы или детали можно только на основе анализа и расчета различных конструктивных вариантов с учетом технологичности и себестоимости. [c.3]

В задачу синтеза входит проектирование по заданным условиям структурной схемы механизма. Следует отличать структурную схему механизма от кинематической. В структурной схеме указываются стойка, виды кинематических пар и их взаимное расположение в механизме. Размеры звеньев не учитываются. Составление структурной схемы необходимо в первую очередь для проведения структурного анализа механизма. В кинематической схеме известны размеры, необходимые для кинематического анализа, силового расчета механизма и дальнейшей разработки его конструкции. [c.7]

Рассмотрим, какая информация необходима для проведения количественного анализа разрушения элемента конструкции в целом. Схема такого расчетного анализа представлена на рис. В.1. Очевидно, что базой любого расчета на прочность является напряженно-деформированное состояние (НДС) конструкции. Как следует из схемы, для расчета НДС необходимо знание особенностей технологии изготовления конструкции, например режимов сварки и термообработки, условий нагружения, а также стандартных и специальных механических свойств используемых материалов. [c.4]

Как следует из схемы, представленной на рис. В.1, информация о НДС является ключевой для анализа прочности и долговечности элементов конструкций. Поэтому правильность оценки работоспособности той или иной конструкции в первую очередь зависит от полноты информации о ее НДС. Аналитические методы позволяют определить НДС в основном только для тел простой формы и с несложным характером нагружения. При этом реологические уравнения деформирования материала используются в упрощенном виде [124, 195, 229]. Анализ НДС реальных конструкций со сложной геометрической формой, механической разнородностью, нагружаемых по сложному термо-силовому закону, возможен только при использовании численных методов, ориентированных на современные ЭВМ. Наибольшее распространение по решению задач о НДС элементов конструкций получили следующие численные методы метод конечных разностей (МКР) [136, 138], метод граничных элементов (МГЭ) [14, 297, 406, 407] и МКЭ [32, 34, 39, 55, 142, 154, 159, 160, 186, 187, 245]. МКР позволяет анализировать НДС конструкции при сложных нагружениях. Трудности применения МКР возникают при составлении конечно-разностных соотношений в многосвязных областях при произвольном расположении аппроксимирующих узлов. Поэтому для расчета НДС в конструкциях со сложной геометрией МКР малоприменим. В отличие от МКР МГЭ позволяет проводить анализ НДС в телах сложной формы, но, к сожалению, возможности МГЭ ограничиваются простой реологией деформирования материала (в основном упругостью) [14]. При решении МГЭ упругопластических задач вычисления становятся очень громоздкими и преимущество метода — снижение мерности задачи на единицу, — практически полностью нивелируется [14]. МКЭ лишен недостатков, присущих МКР и МГЭ он универсален по отношению к геометрии исследуемой области и реологии деформирования материала. Поэтому при создании универсальных методов расчета НДС, не ориентированных на конкретный класс конструкций или вид нагружения, МКЭ обладает несомненным преимуществом по отношению как к аналитическим, так и к альтернативным численным методам. [c.11]

Под ударной понимается всякая, вообще говоря, быстро изменяющаяся нагрузка. Задача о расчете конструкций на ударную нагрузку содержит в себе много трудностей, которые далеко не всегда могут быть преодолены простейшими средствами. Сюда относится в первую очередь анализ напряженного состояния в зоне контакта соударяющихся тел и процесса изменения контактных сил во времени. Большие сложности вызывает необходимость учета при резких ударах дополнительных степеней свободы упругого тела, влиянием которых при других видах нагружения можно было бы пренебречь. Существенную роль в процессе удара играет трудно поддающийся анализу фактор рассеяния энергии. [c.499]

Однако в ряде практических расчетов задача оказывается сложнее. Дело в том, что скорость перед затвором не всегда можно определить независимо от напора или произвольно задать, так как в некоторых случаях она зависит от давления (напора) перед затвором. Например, если за затвором имеет место свободное истечение в газовое пространство, то скорость v будет пропорциональна -/U, и, кроме того, будет зависеть от закона маневрирования затвором. Если за затвором расположена машина (например, гидравлическая турбина, насос), то скорость будет зависеть также от ее характеристик (частоты вращения, конструкции и др.). Поэтому дальнейший анализ и вывод расчетных зависимостей возможен лишь применительно к конкретному закону истечения через затвор. [c.205]

В третьем и четвертом разделах книги излагаются методы расчета и конструирования точных механизмов, деталей и узлов приборов. Сначала изучаются основные виды механизмов для передачи и преобразования движения, затем на основе анализа взаимодействия деталей в механизме определяются условия работы, расчетные размеры, целесообразные конструктивные формы и материалы деталей. Приводятся рекомендации ю выбору посадок, классов точности и шероховатости поверхностей для типовых сопряжений деталей. Рассматриваются конструкции и расчет узлов и деталей приборов — фиксаторов, упругих и чувствительных элементов, отсчетных устройств, успокоителей колебаний и регуляторов скорости. [c.9]

В учебном пособии изложены основы конструирования и рассмотрены основные тенденции развития конструкций гидротурбин и обратимых гидромашин. Даны общий анализ и описание последних конструкций гидротурбин, их основных узлов и деталей, а также представление о технико-экономическом обосновании конструкций гидротурбин. Показаны основные методы расчета на прочность гидротурбин, приведены выводы расчетных формул и числовые примеры. [c.2]

Представленные в развернутом виде полиномы позволяют проводить многопараметрический анализ (оценка) влияния одновременно двух факторов на рост усталостных трещин — соотношения главных напряжений и асимметрии цикла. Они могут быть применены для моделирования или упрощенного расчета периода роста трещины не только с использованием единой кинетической кривой (5.63) и (5.64), но и в тех случаях, когда для анализа элементов авиационных конструкций ис- [c.329]

В главе 7 изложены основы метода конечных элементов и проиллюстрировано его использование при расчете конструкций из композиционных материалов. Метод рассмотрен в общих чертах. Изложение метода разделено на две части анализ элемента и анализ идеализированной конструкции, представленной в виде набора этих элементов. Методы анализа конструкций не зависят от материала анизотропия должна учитываться лишь при описании характеристик элемента. Вероятностные методы и оценка надежности широко применяются в расчетах различных конструкций, и в особенности элементов из композиционных материалов. [c.11]

Существующая практика разработки концепций прочностного расчета конструкций из композиционных материалов, как правило, основывается на эмпирических предпосылках, анализе предшествующего опыта и результатах экспериментальных отработок. Проблема проектирования конструкций на основе данных о прочностных свойствах материала Обусловливается критерием разрушения конструкции, который, в свою очередь, определяется требованиями заказчика, а также характером нагружения, температурой и другими условиями работы материала. Все эти факторы должны быть учтены при разработке концепций расчета на прочность. Разработка еще более усложняется, если учесть, что на выбор критерия разрушения часто оказывают влияние ограничения, свойственные используемым расчетным методам. [c.77]

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]

Иногда при определении геометрии узла производится анализ напряжений всей конструкции. Сложная конструкция может быть представлена как совокупность конечных элементов. Ими являются трех- и четырехугольные мембраны, панели, работающие на сдвиг, одноосные стержни. Для имитации обшивок используются плоскостные элементы. Размеры всех вышеперечисленных элементов выбираются в зависимости от сложности картины напряжений и геометрии конструкции. С использованием компьютеров можно вычислить деформацию конструкции в заданных условиях нагружения, после чего внести необходимые коррективы в предварительные расчеты. Напряжения и усилия, действующие в упрощенных (модельных) элементах, рассчитываются таким же образом и соотносятся с реальной конструкцией. [c.60]

Следует отметить, что феноменологический критерий разрушения формулируется для того, чтобы описать процесс разрушения в терминах независимых переменных (напряжений в уравнении (3)). Очевидно, он не может ни объяснить, ни предсказать физическую картину процесса разрушения таким образом, феноменологический критерий разрушения следует оценивать, основываясь на его способности описывать разрушение и его применимости к расчету конструкций. Как было показано в работе [76], тензорный полином неравенства (3) удовлетворяет всем этим основным требованиям. Его применение к расчету конструкций изображено на рис. 2. Для любого анизотропного композита вектор напряжений 0 в произвольной точке тела может быть определен через параметры внешнего нагружения при помощи континуального анализа (рис. 2, а). При заданном направлении вектора напряжений <5 вектор прочности можно вычислить, используя равенство в уравнении (3) (рис. 2, б). Если в какой-то точке тела вектор напряжений <5 превосходит вектор прочности т. е. нарушено неравенство в критерии разрушения (1), то может произойти разрушение. [c.213]

Другим аспектом проблемы прочностных свойств является использование нелинейных методов анализа напряжений (см., например, [17]). Подходы к решению этой проблемы существуют, однако методики расчета конструкций из слоистых композитов пока еще ориентированы на сравнительно низкие уровни эксплуатационных напряжений, позволяющие избежать развития процессов текучести или разрушения материала. Необходимость оценки надежности конструкций при перегрузках заставляет, однако, интенсивно разрабатывать и нелинейные методы анализа. [c.51]

Механика композитов основывается на двух различных, дополняющих друг друга гипотезах. Первый опыт конструкционного использования композитов позволил сделать вывод [1], что представительный объемный элемент композита есть бесконечно малый куб dx, dy, dz анизотропного материала, который для практических целей можно рассматривать как однородный. Поведение этого материала можно охарактеризовать таким же образом, как и поведение любого другого идеально анизотропного материала, не рассматривая его микроструктуру (например, металлов и древесины, особенностями микроструктуры которых пренебрегают при расчете конструкций). Предположение об однородности позволяет применять существующие методы анализа слоистых сред при проектировании многослойных стержней, балок, пластинок и элементов оболочек из композитов. [c.249]

Установление причин разрушения конструкций, в особенности, сложных — это комплексное исследование, при котором необходим анализ эксплуатационных нагрузок, проверка расчетов на прочность, статистическая оценка вероятности разрушения, анализ характера взаимодействия различных узлов и элементов конструкций, технологии изготовления и ремонта детали, установление длительности и других условий хранения, проверка прочностных и пластических характеристик материала и пр. [c.172]

Система SolidWorks имеет развитые возможности проектирования и оформления конструкторской документации, имеется достаточное количество внешних модулей и программ для анализа и расчета конструкций, передачи данных в другие программы и подготовки производства. Кроме того, система имеет русскоязычный интерфейс и возможность сопряжения с системой Sear h. Такое сопряжение позволяет наладить практически полностью электронный документооборот в отделах разработки, конструирования и производства радиоэлектронных блоков. [c.59]

Программа анализа и расчета конструкций важна еще и тем, что это была первая в фирме Lo kheed-Georgia программа с графическим выходом, участвуя в которой за графическим пультом сидели дипломированные инженеры. Система на ШМ-ЗбО/50, установ- [c.176]

Современный самолет имеет конструкцию полумонококового типа, состоящую из тонкостенных листов или обечаек, подкрепленных балками (фермами) и стрингерами для предотвращения потери устойчивости. Внешняя обшивка или стенка образует аэродинамический контур агрегата — фюзеляжа, крыла, стабилизатора. Элементы жесткости крепятся к внутренней поверхности обшивки и воспринимают сосредоточенные нагрузки. Эта конструкция в течение многих лет служила основным объектом аэронавти-ческих исследований и существенно отличает аппараты от обычных строительных конструкций. История создания и сопутствующие вопросы анализа и расчета тонких оболочек описаны Гоффом [5], который отмечает, что фундаментальное выражение фон Кармана для определения разрушения пластины при продольном изгибе или потере устойчивости имеет вид [c.40]

Создание сложных приборов и приборных комплексов ставит перед разработчиками не только проблемы массы и габаритов, надежности и долговечности, но и проблему серийного производства этих изделий. Разработка схемы, конструкции и технологии является единым процессом создания приборов и устройств с постоянными магнитами, широко используемых в приборостроении и автоматике. Поэтому уже на стадии проектирования необходимо обеспечить их серийноспо-собность. Для этого необходимо решить следующие основные задачи провести анализ и расчет технологической точности выходных параметров приборов, что позволит судить об их воспроизводимости в условиях серийного производства, управлять точностью и обоснованно выбирать допуски на выходные параметры провести анализ и расчет допусков на входные параметры (серийное производство приборов не может быть налажено без разработанной системы допусков на входные параметры). [c.224]

Отраслевые конструкторско-технологические бюро (ОКТБ) — подсистемы 2-го ранга — и конструкторские бюро (КБ)—подсистемы 2-го или 3-го ранга — в соответствии с назначением и поставленной технической задачей выполняют анализ достигнутого уровня и тенденций развития тракторов или их узлов с участием патентно-информационного бюро и подготавливают предложения для принятия решения, разрабатывают конструкцию тракторов или узлов и обеспечивают конструкторско-экспериментальную доводку. Бюро агрегатирования — подсистема 2-го ранга — осуществляет увязку сельхозмашин с трактором и согласование их параметров. Конструкторско-исследовательские бюро (КИБ) — подсистемы 2-го или 3-го ранга — обеспечивают комплексные функциональные исследования и испытания узлов и трактора в целом на надежность и долговечность. КИБ экспериментально определяют уровень отработки конструкции узлов трактора, прогнозируют их эксплуатационную надежность и долговечность и разрабатывают совместно с КБ рекомендации по их совершенствованию. Бюро теоретического анализа и расчетов — подсистема 2-го ранга — обеспечивает расчетную оценку параметров трактора, работоспособность и долговечность узлов. [c.7]

Общее замечание. При исследовании различных объектов техники — машин и разнообразных инженерных конструкций — возникает необходимость составления некоторой идеализированной схемы объекта. Реальные машины и конструкции имеют разнообразные физические свойства и несовершенства всякого рода (зазоры в сочленениях, трение, гистерезисные свойства, сложная форма деталей и др.), не всегда поддающиеся теоретическому описанию. Для математического анализа и расчета необходима ясность схемы и какое-то конечное число учитываемых исходных свойств, которое не охватывает все множество свойств реального объекта, но заключает в себе его существенное, главное. Так возникает расчетная схема или расчетная модель, только благадаря которой возможно математическое описание объекта и его расчет. [c.11]

Понятие допустимых повреждений у конструкции, которое появилось первоначально в авиационной промышленности, относится к конструкции, спроектированной таким образом, чтобы минимизировать возможность выхода самолета из строя из-за распространения невыявленных дефектов, трещин или других подобных повреждений. При производстве конструкций, в которых допускаются какие-либо повреждения, приходит решать две основные проблемы. Эти проблемы состоят в обеспечё йии контролируемого безопасного роста дефектов, т. е. безопасной эксплуатации с трещинами, и в принудительном сдерживании повреждаемости, вследствие чего должны быть обеспечены либо остаточная долговечность, либо остаточная прочность. Указанные требования не являются, однако, независимыми, поскольку только путем совместной проверки их выполнения может быть осуществлен эффективный контроль разрушения. Кроме того, необходимо подчеркнуть, что расчет допускаемых повреждений не исключает необходимости тщательного анализа и расчета усталости, поскольку достижение высоких усталостных характеристик путем детального исследования напряженного состояния, соответствующего выбора геометрии, проведения подробного расчета, подбора материала, обработки поверхности и обеспечения качества работы является необходимой предпосылкой эффективности расчета допускаемых повреждений и контроля разрушения. [c.296]

Современные методы расчета конструкций построены на основе анализа причин вьЕхода из строя отдельных деталеЕЕ и рабочих частей, уточнения влияния нагрузок на работу отдельных частей глашин. Условия работы деталей машиЕг часто бывают столь разнообразными, что их Ете всегда удается проанализировать и облечь в форму точного расчета. Поэтому в деталях машин широко при- [c.352]

АРМ WinMa hine (НТЦ АПМ) - комплекс программ для проектирования и расчетов деталей машин, анализа напряженно-деформированного состояния конструкций и их элементов [c.58]

Главная особенность проектирования — это многовариантность решений для получения оптимальной конструкции, обеспечивающей требуемые характеристики машины при наименьших затратах на ее изготовление и эксплуатацию. При эюм в поисках оптимального варианта конструкции часто приходится выполнять несколько вариантов pa 4eia. Для того чтобы избавить конструктора от выполнения трудоемких расчетов, многофакторного анализа и большого объема графических работ, поиски оптимального варианта удобно выполнять с помощью электронно-вычислительных машин (ЭВМ). [c.37]

Исследование первоначально отказавшей детали с целью установления причин появления в ней трещины, выявленной при техническом обслуживании ВС в условиях эксплуатации или при его ремонте, подразумевает проведение комплекса лабораторных исследований. Собственно фрактографическому анализу — изучению излома — предшествует анализ условий работы детали, ее нагруженности, повторяемости аналогичных разрушений и пр [6-13]. В задачу анализа излома элемента конструкции входит первоначальная оценка природы возникновения трещины, получение информации о процессе ее распространения и условиях перехода к окончательному разрушению. Указанные три этапа накопления повреждения в конструкции до ее окончательного разрушения могут оказаться невзаимосвязанными. Зарождение трещины может быть следствием высокой концентрации напряжений, вызванной наличием производственного дефекта материала (поры, раковины и пр.). При этом развитие трепцт-ны может быть обусловлено, например, высоким уровнем напряжения, не соответствующим заложенной конструктором в расчете величине напряжения. Наконец, окончательное разрушение может быть результатом кратковременной перегрузки [c.79]

Так же, как и в общем случае расчета конструкций из композиционных материалов, анализ перечисленных вьГше элементов включает некоторые основные положения. Необходимо прежде всего учитывать анизотропию материала, а также определить тот уровень, до которого должны быть описаны свойства конкретной рассматриваемой системы. Важно использовать только те термоупругие свойства, которые позволяют наилучшим способом описать композиционный материал и основаны на большом количестве экспериментальных данных [10, 71]. В атом смысле необходимо обращать особре внимание на построение математической модели конструкции. Удачная расчетная модель создает возможности для наиболее точного предсказания поведения конструкции из композиционного материала. [c.109]

Иняюнерпые методы расчета конструкций сводятся к анализу деформированного и напряженного состояния в окрестности точки. Экспериментальная проверка этого анализа на усталость из-за отсутствия подходящей методики пока еще не проводилась. [c.20]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...