Расчёт стропильной фермы
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
ольшинстве случаев является недостаточным. Например, приведённые характеристики не позволяют судить о поведении материала при вибрационных нагрузках, тем более ничего нельзя сказать о сопротивлении металла статическим нагрузкам при низких или при высоких температурах. По этому необходимы дополнительные данные о сопротивлении металла усталости, ударным воздействиям, хрупким разрушениям, особенно при низких температурах, о чувствительности к надрезу и концентраторами напряжений и др.
С целью снижения металлоёмкости и уменьшение массы конструкций необходимо учитывать не только абсолютные показатели прочностных свойств, но и отношение их к плотности металла, так называемые удельные прочностные показатели материала. Исходя из этого конструкции из стали могут выдерживать меньшую нагрузку, чем аналогичные и одинаковые по массе, но выполненные из титанового сплава или алюминиевого сплава.
Важная характеристика свойств конструкционных материалов - отношение предела текучести к приделу прочности при растяжении. Для различных материалов, используемых в сварных конструкциях, это отношение находится в приделах 0,5 - 0,9. Для большинства сталей это отношение 0,75-0,8, для аустенитно-мартенситной сталей при комнатной температуре - 0,9, при 500 С-0,8.
В зависимости от температуры материал может находится в вязком или хрупком состоянии, что резко влияет на его поведение под нагрузкой. В вязком состоянии и его разрушение происходит после значительных пластических деформации. В хрупком состоянии способность пластически деформироваться сильно снижена. Во время эксплуатации такого материала может произойти мгновенное разрушение при случайных перегрузках из-за малой его энергоёмкости.
Хрупкость не является постоянным свойством материала, И переход из пластического состояния в хрупкое зависит от многих факторов - химического состава и структуры, температуры, вида напряжённого состояния.
Оценка хрупкости материалов служит ударная вязкость. Этот показатель является одной из существенных характеристик сопротивляемости материала разрушению.
Во многих случаях главным при выборе металлов является их способность работать при повышенной температуре в агрессивных средах. Также необходимо учитывать их поведение при сварке. В сварных конструкциях основной металл в процессе сварки подвергается термическим, механическим и химическим воздействием. Это приводит к изменениям его химического состава, структуры, механических свойств, напряжённого состояния. По этому при выборе металла для сварных конструкции необходимы считаться не только с его исходными свойствами, но и с теми, которые он приобретает под воздействием сварочного процесса. Этот характеризуется свариваемостью материала. Таким образом, технологическая свариваемость является важнейшей комплексной характеристикой металла.
Для сварных изделий в машиностроении в качестве конструкционных материалов широко используют конструкционные стали, лёгкие сплава на основе алюминия и магния, титановые сплавы, медь и её сплавы, и др.
2.2 Расчёт стропильной фермы
Ra=Rb=4,5P h=d=1 L=9 P=30kH ?=45 = 0,7
Определим усилия в стержнях методом вырезания узлов.
1. Вырезаем узел 0 N1= 00
N2 = 01
E Fx (F) = 0 N2= 0
E Fy (F) = 0 - P - N1=0 N1= - P = - 30кН
. Вырезаем узел 0 N3= 0 1
N4 = 0 1
E Fx (F) = 0 N3 cos? +N4=0Fy (F) = 0 N1+Ra+N3sin?=0= - N1 - Ra/sin? = P - 4,5 P/sin? = - 3,5 P/sin? = - 150кН= - N3cos? = 3,5Pd/h = 105кН
3. Вырезаем узел 1 N5 = 1 1
N8 = 1 2
E Fx (F) = 0 - N4 + N8 =0 N8=N4= 3,5 P =105kH
E Fy (F) = 0 N5 = 0
. Вырезаем узел 1 N6 = 12
N7 = 12
E Fx (F) = 0 - N2 + N6 - N3cos? + N7cos? = 0
E Fy (F) = 0 - P - N5 - N3sin? - N7sin? = 07 = ( - P + 3,5 P/sin? sin?) / sin? = 2,5 P/sin? = 107кН6= N2 + N3cos? - N7cos? = - 3,5 Pcos?/sin? - 2,5 Pcos?/sin? = - 6Pd/h = - 180кН
5. Вырезаем узел 2 N10 = 23
N9 = 22
E Fx (F) = 0 - N6 + N10 =0 N10=N6= - 6P d/h = - 180кН
E Fy (F) = 0 N9 = - P = - 30кН
. Вырезаем узел 2 N11= 2 3
N12= 2 3
E Fx (F) = 0 - N8 + N12 - N7sin? + N11cos? = 0
E Fy (F) = 0 N9 + N7sin? + N11sin? = 0= (P - 2,5 P/sin? sin?) / sin? = - 1,5P/sin? = - 64,3кН=N8 + N7sin? - N11cos? = 3, 5Pd/h + 2,5Psin?/sin? + 1,5Pcos?/sin? = 7,5Pd/h = 225кН
7. Вырезаем узел 3 N13= 3 3
N16= 3 4
E Fx (F) = 0 - N12 + N16 =0 N16=N12= 7,5Pd/h = 225кН
E Fy (F) = 0 N13 = 0
. Вырезаем узел 3 N14= 34
N15= 34
E Fx (F) = 0 - N10 + N14 - N11cos? + N15cos? = 0
E Fy (F) = 0 - P - N13 - N11sin? - N15sin? = 0= ( - P - N13 - N11sin?) / sin? = (-P +1,5P/sin? sin?) / sin? = 0,5P/sin? = 21,4kH= N10 + N11cos? - N15co?s = - 6Pcos?/sin? - 1,5Pcos?/sin? - 0,5Pcos?/sin? = - 8Pd/h = - 240кН
9. Вырезаем узел 4 N18= 45
N17= 44
E Fx (F) = 0 - N14 + N18 =0 N18=N 12= - 8 P d/h = - 240кН
E Fy (F) = 0 - P - N17=0 N17= - P = - 30кН
. Вырезаем узел 4 N19= 4 5
N20= 4 5
E Fx (F) = 0 - N16 + N20 - N15sin? + N9cos? = 0
E Fy (F) = 0 N17+ N15cos? + N19sin? = 0= ( - N17 - N15cos?/sin?) / sin? = (P - 0,5P/sin? cos?) / cos? =0,5P/sin? d/h =21,4кН=N16 + N15sin? - N19cos? =7,5Pcos?/sin? + 0,5 Psin?/sin? - 0,5 Pcos?/sin? =7,5Pd/h =225кН
Таблица
Стержень, NЗначение в буквахЗначение в цифрах, кНПлощадь, АСостав сеченияN1 = 00 - P d/h-301,1320х20х3N2 = 01006,1363х63х5N3 = 01-3,5P/sin?-1503,8656х56х3,5N4 = 013,5P d/h1058,1570х70х6N5 = 11001,1320х20х3N6 = 12-6P d/h-1806,1363х63х5N7 = 122,5P/sin?1073,8656х56х3,5N8 = 123,5P d/h1058,1570х70х6N9 = 22 - P-301,1320х20х3N10 = 23-6P d/h-1806,1363х63х5N11 = 23-1,5P/sin?-64,33,8656х56х3,5N12 = 237,5P d/h2258,1570х70х6N13 = 33001,1320х20х3N14 = 34-8P d/h-2406,1363х63х5N15 = 340,5P/sin?21,43,8656х56х3,5N16 = 347,5P d/h2258,1570х70х6N17 = 44 - P-301,1320х20х3N18 = 45-8P d/h-2406,1363х63х5N19 = 450,5P/sin?21,43,8656х56х3,5N20 = 457,5P d/h2258,1570х70х6
2.3 Расчёт и конструирование узла 4
?=0,7
к14=к18=5
к17=3
G=300МПа
1. Определяем касательное напряжение, возникающее в швах.
[?] = 0,6х [Gр] = 0,6х300 = 180МПа, ? = Р/к??
. Определяем Рф1 и Рф2 стержня N14.