Розрахунок згинальних дерев'яних елементів

Ім'я файлу: Конструкції з дерева та пластмас. студентка групи БЦІ-2104СК (з)
Розширення: docx
Розмір: 221кб.
Дата: 25.02.2023
скачати
Пов'язані файли:
Конструкції з дерева та пластмас. студентка групи БЦІ-2104СК (з)

Студентка групи БЦІ-2104СК(з) – Сіцінська Олена Анатоліївна

Відповіді:

Розрахунок згинальних дерев'яних елементів.

Елементи які працюють на згинання — балки, дошки настилів,кроквяні ноги, лати — найбільш поширені елементи дерев'яних конструкцій. В таких елементах від навантажень, що діють поперек його подовжньої осі, виникають згинальні моменти М і поперечні сили Q.. Наприклад, в середині прольоту однопрольотної шарнірно обпертої балки від рівномірного навантаження q виникає згинальний момент М = qls/8, а від зосередженої в середині прольоту сили Р згинальний момент М == Рl /4. Поперечні сили дорівнюють опорним реакціям від цих навантажень.Від дії моменту в перерізах елемента виникають напруження згину σ, що складаються зі стиску у верхній половині перерізу і розтягу в нижній.

Рис. 2.4. Елементи які працюють на згинання:

А — графік прогинів і зразок; б — схема роботи й епюри згинальних моментів; в — схема руйнування й епюри нормальних напружень; г — схема роботи при косому згині й епюра напружень.

Елементи, що згинаються, як і стиснуті, рекомендується виготовляти з деревини 2-го сорту з розрахунковими опорами Rзг = 13 Мпа. У брусах з перерізами більшими 13 см Rзг=15 Мпа, а в колодах Rзг = 16 Мпа.

Розрахунок елементів, що згинаються, по міцності поперечних перерізів проводиться на дію максимальних згинальних моментів М (МН*м) від розрахункових навантажень:

Σ =M / W≤Rв, (2.7)

Де W — момент опору перерізу (м3).

У найбільш розповсюджених прямокутних перерізах із шириною b и висотою h – W= bh2/6, а для круглих перерізів діаметром d – W=dз/10.

Підбір перерізу елемента, що згинається, по міцності може проводитися також по формулі (2.7). Для цього можна задатися одним з розмірів прямокутного перерізу — b чи h і визначити інший, наприклад:

Wнеоб = M/Rзг; hнеоб = ;bнеоб = 6Wнеоб/h2;

dнеоб = .

Граничне розрахункове навантаження, що може витримувати елемент, що згинається, по міцності, коли всі його розміри відомі, може бути визначене також за допомогою формули (2.7), переписаної відносно згинаючого моменту М. Наприклад, однопрольотна шарнірно обперта балка прольотом l з розмірами перерізу шириною b и висотою h може витримувати рівномірне навантаження q, визначене в такому порядку:

W = bh2/6; М = WRзг; q == 8M / l2.

Розрахунок елементів, що згинаються, на сколювання при згині проводиться на дію максимальних поперечних сил Q (МН) від розрахункових навантажень по формулі

τ = QS/(Ib) ≤ Rcк, (2.8)

де S = bh2/8, м3— статичний момент частини перерізу, що сколюється, відносно його нейтральної осі для прямокутного перерізу

І = bh3/12, м4 — момент інерції всього перерізу;

Rск =-1,6 Мпа - розрахунковий опір сколюванню.

Розрахунок елемента, що згинається, по прогинах полягає у визначенні його найбільшого відносного прогину f/l від нормативних навантажень і перевірці умови, щоб він не переверщував значення, що допускається нормами, що визначається умовою

f/l ≤ │f / l│

Наприклад, перевірити відносний прогин однопрольотної шарнірно обпертої балки прямокутного перерізу b * h, прольотом l при рівномірному нормативному навантаженні qн (МН/м) можна по формулі

f/l = (5/384) ql3/(EI) ≤ [f/l], (2.9)

де Е= 104 МПа - модуль пружності.

Якщо відносний прогин балки виходить більший, той переріз повинен бути збільшений і підібраний по прогину. Для цього формулу (2.9) варто переписати відносно необхідного моменту інерції: Інеоб == 5/384/[ЕІ(f/l)].

Види коефіцієнтів надіїності, їх застосування при розрахунку.

Комплексні показники надійності

Комплексні показники надійності, на відміну від одиничних, характеризують одночасно кілька властивостей машини.

К
оефіцієнт готовності – ймовірність того, що об'єкт виявиться працездатним у довільний момент часу, крім запланованих періодів, протягом яких використання об'єкта за призначенням не передбачається.

де Т_В – напрацювання на відмову; Т_від – середній період відновлення.

При визначенні коефіцієнта К_Г період простоїв у технічному обслуговуванні, ремонтах та з організаційних причин не враховується.

Коефіцієнт технічного використання – відношення математичного сподівання часу перебування об'єкта в працездатному стані за певний період експлуатації до суми математичних сподівань часу перебування об'єкта в працездатному стані; часу простоїв, обумовлених технічним обслуговуванням, і часу ремонту за той же період експлуатації.

Характеризує фактичний термін роботи машини:

працездатного стану;

Т_від – період відновлення;

Т_ТО – період технічного обслуговування.

Коефіцієнт технічного використання – узагальнений комплексний показник надійності і є ширшою характеристикою працездатності ніж коефіцієнт готовності, оскільки враховує всі простої, пов'язані з технічним обслуговуванням і ремонтом об'єкта.

Коефіцієнт оперативної готовності – ймовірність того, що об'єкт, перебуваючи у режимі очікування, буде працездатним у довільний момент часу, і, починаючи з цього моменту, буде працювати безвідмовно протягом заданого інтервалу часу.

Режим очікування – це перебування об'єкта при повному або полегшеному навантаженні без виконання основних (робочих) функцій. При цьому можливо виникнення відмов, які повинні бути усунені з відновленням працездатності об'єкта для виконання необхідного завдання. Потрібно також, щоб у разі необхідності об'єкт був працездатним.

Цей коефіцієнт характеризує надійність техніки, призначеної для збирання врожаю, обладнання переробних виробництв, кормоприготувальних машин та ін.

До показників, які враховують сумарну і питому сумарну трудомісткість (вартість) технічного обслуговування і ремонту, і є комплексними показниками надійності, належать такі:

середня сумарна трудомісткість технічного обслуговування – математичне сподівання сумарних затрат праці на проведення технічного обслуговування за певний період експлуатації;
середня сумарна трудомісткість ремонту – математичне сподівання сумарних затрат праці на всі види ремонту об'єктів за певний період експлуа-

тації;

середня сумарна вартість технічного обслуговування (ремонту) – математичне сподівання сумарних витрат на проведення технічного обслуговування (на всі види ремонту) об'єкта за певний період експлуатації.

Для цих показників (разом з їх середніми значеннями) застосовують питомі величини, які визначають як відношення середніх сумарних величин до відповідного математичного сподівання сумарного напрацювання об'єкта за певний період експлуатації.

Важливими показниками є коефіцієнт відновлення і коефіцієнт відновлення ресурсу.

Показники експлуатаційної технологічності характеризують затрати праці, а також кошти на підготовку машин до експлуатації, на планові технічні обслуговування в процесі експлуатації, на роботи після експлуатації.

Показники ремонтної технологічності характеризують пристосованість конструкції об'єкта та його складових (деталей, складальних одиниць та ін.) до ремонтних робіт, які виконуються для відновлення їх працездатності на ремонтних підприємствах.

До цих показників відносять: середній час ремонту; ймовірність його закінчення у заданий час; середні абсолютні витрати на ремонт техніки певного виду; відносні витрати, віднесені до одиниці часу перебування машини в експлуатації (для деталей, складальних одиниць та ін.) або до одиниці виробленої продукції (машин та ін.). Додаткові показники ремонтопридатності у сполученні з основними дозволяють конкретизувати окремі вимоги до ремонтопридатності.

Показники, які характеризують загальну технічну досконалість конструкції машини, у тому числі й конструктивні рішення:

Коефіцієнт застосовності конструктивних елементів – відношення суми кількості найменувань типорозмірів стандартизованих, нормалізованих, запозичених та придбаних деталей та вузлів до загальної кількості найменувань конструктивних елементів об'єкта.

Коефіцієнт уніфікації визначає, яку частину використаних деталей об'єкта уніфіковано.

Коефіцієнт конструктивної послідовності – відношення кількості найменувань раніше освоєних складальних одиниць і деталей до загальної кількості найменувань конструктивних елементів об'єктів.

Послідовність значно спрощує організацію й технологію виготовлення машин і дає змогу раціональніше вирішувати питання їх експлуатації і ремонту.

Перераховані коефіцієнти належать до найважливіших показників стандартизації:

Коефіцієнт взаємозамінності – відношення кількості взаємозамінних елементів до загальної кількості конструктивних елементів машин. Раціональний рівень взаємозамінності конструктивних елементів у машині – важливий засіб зниження затрат праці й коштів при усуненні відмов.

Коефіцієнт кратності обслуговування та термінів служби конструктивних елементів – відношення відповідної кількості елементів машин періодичності обслуговувань і ремонту базового конструктивного елемента до загальної кількості найменувань конструктивних елементів. Дотримання вимог і кратності або рівної періодичності й строків служби елементів машини значно скорочує сумарний час простою машини та витрати на її обслуговування і ремонт.

Коефіцієнт загальної контролепридатності – відношення кількості конструктивних елементів, пристосованих до контролю різними способами технічного стану машини в процесі експлуатації, до загальної кількості елементів машини, контроль яких необхідний під час експлуатації.

Показники, які характеризують пристосованість конструкції машини до профілактичних і відновлюваних робіт:

Коефіцієнт зручності поз – відношення загальної кількості зручних поз при виконанні робіт до загальної кількості можливих поз.

Коефіцієнт доступності враховує сумарну трудомісткість баластних робіт (підготовка машини, необхідні розбірно-складальні роботи тощо), які необхідно виконати при усуненні відмов і технічному обслуговуванні.
скачати