Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
Топ:
Марксистская теория происхождения государства: По мнению Маркса и Энгельса, в основе развития общества, происходящих в нем изменений лежит...
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного...
Когда производится ограждение поезда, остановившегося на перегоне: Во всех случаях немедленно должно быть ограждено место препятствия для движения поездов на смежном пути двухпутного...
Интересное:
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Дисциплины:
2018-01-05 | 1179 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
При работе механизма вращения все вращающиеся массы испытывают действие касательных (Fп) и радиальных (Frr)сил инерции. Силы инерции, действующие на компактные массы (противовес, груз и т. п.), находят следующим образом. Радиальная сила инерции (центробежная), приложенная к массе т•, движущейся на расстоянии riот оси вращения (рис. 5.7, а), вычисляется как
(5.21)
где — угловая скорость вращения, 1/с; п — число оборотов поворотной части в минуту.
Касательная сила инерции, действующая в период разгона (торможения) механизма вращения, приложенная к той же массе, находится по формуле
Инерционныесилы, действующиенагруз, закрепленныйнагибкомподвесе, вызываютотклонениеподъемногоканатаираскачиваниегруза [10]. Приповоротеплоскостькачаниясохраняется (рис. 5.7, б),поэтомуколебаниямогутсуммироваться.
Протяженныеэлементыконструкции, вытянутыеврадиальномнаправлении (какстрелы), загружаютсяраспределеннойинерционнойнагрузкой. Навращающийсясускорениемстерженьспостояннойпогонноймассойр (кг/м) действуютрадиальнаяикасательнаяраспределенныеинерционныенагрузки (рис. 5.7, а): и (5.23)
Приразгоне (торможении) механизмавращениянеподвижнаячастьмашины (портал, ходоваярама) воспринимаетреактивныймомент, равныйсуммемоментовотвсехинерционныхсилидавленияветранаповоротнуючастьигруз:
- моментинерциигрузамассойQ, расположенного на вылете R; ∑ ji – сумма моментов инерции элементов поворотной части, которые компактных масс вычисляются как , а для протяженных элементов (см. рис 5,7, а); и - ветровые нагрузки на груз и на j-й элемент поворотной части (п. 6,5); -расстояние от оси вращения до центра наветренной площади J-го элемента.
|
Инерционные нагрузки, вычисленные с использованием времени разгона или торможения механизмов, соответствуют нормальным условиям работы крана и относятся к первому расчетному случаю. Максимальные инерционные нагрузки второго расчетного случая находят с учетом коэффициента динамичности (5.14) как
Затухание колебаний
В вышеприведенных дифференциальных уравнениях не учитывается затухание колебаний, возникающее в результате рассеивания части энергии на внутреннее трение в элементах конструкции, сопротивление среды и пр. Это вполне допустимо при вычислении максимальных динамических нагрузок, которые реализуются в первых циклах колебаний. Если же анализируется поведение конструкции в течение многих циклов, то влияние затухания учитывать надо. Для этого часто используют модель вязкого трения (гипотеза Фойгта), которая предполагает, что сила сопротивления прямо пропорциональна скорости движения приведенной массы, т.е, , где — коэффициент пропорциональности. При этом уравнение свободных колебаний (5.3) примет вид
где
Поскольку определение числовых значений коэффициента 0 для реальной машины практически невозможно, то процесс затухания обычно характеризуют декрементом колебаний, который определяется по результатам наблюдений как
(5.25)
где ytи yi+1— амплитуды t-го и (t + 1)-го колебаний.
Исследование декремента производят на машине в целом, поэтому он учитывает потери энергии не только в металлоконструкции, но и от трения в шарнирах, проскальзывания колес по основанию, сопротивлений в механизмах и пр. Некоторые рекомендации по значениям декремента колебаний приведены ниже.
Значения логарифмического декремента колебаний низшей частоты
Для различных конструкций
Коробчатые пролетные строения мостовых кранов0,05-0,12
Несущие конструкции козловых кранов............................................ 0,10-0,25
Несущие конструкции портальных кранов........................................ 0,30-0,40
|
Стальные строительные конструкции сварные=0,12
Стальные строительные конструкции на болтах= 0,25
При малых значениях декремента можно приближенно считать, что = 2уf(f— частота колебаний). Влияние декремента на описание колебательного процесса показывают графики на рис. 5.5, б и в, первый из которых построен при у= 0, а второй — при у = 0,31.
Зная декремент у, можно вычислить время затухания колебаний, в течение которого амплитуда уменьшается до . Используя определение декремента колебаний, получим . Количество колебаний, в течение которых произойдет затухание, найдем как
Следовательно, время затухания колебаний можно вычислить по формуле
(5.26) |
принимая j= 0,05.
Глава 6. РАСЧЕТНЫЕ НАГРУЗКИ
Нагрузки, действующие на несущую конструкцию машины, обусловлены типом машины, ее конструкцией, назначением и условиями эксплуатации. Поэтому в настоящей главе даны только принципы систематизации расчетных нагрузок и некоторые общие рекомендации по определению их значений. Большее внимание уделено определению расчетных нагрузок на конструкции грузоподъемных машин, для которых этот вопрос лучше разработан.
Систематизация нагрузок
В процессе эксплуатации на несущие конструкции машин действуют следующие виды нагрузок:
1) нагрузки от собственного веса конструкции и расположенных на ней механизмов, устройств и оборудования;
2) динамические (инерционные) нагрузки, возникающие в процессе неустановившегося движения механизмов или движения их по криволинейным траекториям;
3) технологические нагрузки, обусловленные спецификой работы машин — это вес груза, который перемещает кран или экскаватор, сопротивление резанию грунта ковшом или отвалом бульдозера, усилие перемешивания материала ит. п.;
4) ветровые нагрузки, действующие на конструкции, эксплуатируемые на открытом воздухе;
5) специальные нагрузки, имеющие различную природу и возникающие в условиях, не характерных для нормальной эксплуатации машины: сейсмические, аварийные, монтажные, нагрузки от взрывной волны и пр.
Значения нагрузок зависят от множества факторов и представляют собой случайные величины или процессы. Расчетными нагрузками называют детерминированные расчетные оценки этих случайных величин и процессов, используемые для прогнозирования работоспособности и долговечности конструкций в рамках СРДН и СРПС (п. 1.5.2).
|
Нагрузки делятся на постоянные и переменные. Постоянные нагрузки в процессе работы машины сохраняют свое значение, направление действия и место приложения для рассчитываемого элемента. Соответственно и напряженно-деформированное состояние, вызываемое этими нагрузками в рассчитываемом элементе, в процессе работы машины не меняется. Переменные нагрузки создают напряжения, переменные во времени. Так, вес стрелы поворотного крана с горизонтальной стрелой является постоянной нагрузкой при расчете стрелы и переменной нагрузкой при расчете портала (рис. 6.1).
Для систематизации данных о нагрузках введены так называемые расчетные случаи нагружения, каждый из которых является информационным комплексом, используемым для прогнозирования определенной группы предельных состояний.
I расчетный случай называется «нормальные нагрузки рабочего состояния» и включает всю информацию о нормальной эксплуатационной нагруженности несущей конструкции. Он используется для расчета на сопротивление усталости и циклическую трещиностойкость (предельные состояния первой группы при расчете по СРПС, п. 1.5.2). В этот комплекс входят данные о собственном весе конструкции, а также значениях инерционных и технологических нагрузок, возникающих при штатной работе машины, при проектном режиме пусков и торможений механизмов. Кроме того, задаются параметры изменения переменных нагрузок во времени,
IIрасчетный случай называется «максимальные нагрузки рабочего состояния» и используется для расчета по условиям прочности, устойчивости и трещиностойкости при однократном нагружении (предельные состояния второй группы, п. 1.5.2). В данном расчетном случае фигурируют максимальные весовые, инерционные и технологические нагрузки, в том числе возникающие при типичных отклонениях от нормального режима эксплуатации, например при срабатывании предохранительных клапанов гидроприводов. Максимальные нагрузки от давления ветра в рабочем состоянии, а также данные о наиболее неблагоприятных положениях элементов машины (например, о расположении тележки или стрелы) и т. п. Особенностью этого блока информации является то, что при использовании СРПС все эксплуатационные нагрузки умножаются на соответствующие коэффициенты перегрузки уг (п. 1.5.2).
|
III расчетный случай называется «максимальные нагрузки нерабочего состояния». Он также предназначен для расчета по предельным состояниям второй группы, но при наиболее неблагоприятных нагрузках нерабочего состояния. К этому случаю относятся нагрузки от собственного веса машины, от ветра нерабочего состояния (ураганного), сейсмические, монтажные, а также специальные нагрузки, которые могут возникать при аварийных ситуациях и пр. В СРПС все эти нагрузки также вводятся с соответствующими коэффициентами перегрузки.
На конструкцию машины в процессе эксплуатации одновременно действует несколько различных нагрузок, изменяющихся по значению и возникающих в различных комбинациях. Вероятность того, что все возможные нагрузки будут действовать одновременно и с максимальными значениями, пренебрежимо мала. Поэтому использование такой комбинации для расчетов привело бы к чрезмерному утяжелению конструкции. Для систематизации переменных силовых воздействий используются расчетные комбинации нагрузок, которые соответствуют определенным, типичным ситуациям, возникающим в процессе эксплуатации машины. Как правило, они включают сочетание нагрузок, возникающих при неустановившемся движении одного или двух механизмов машины. Например, для расчета кранов мостового типа могут быть установлены следующие комбинации:
а — кран неподвижен или движется с постоянной скоростью, производится подъем груза с основания или торможение опускающегося груза;
b — разгон или торможение механизма передвижения крана; остальные механизмы не работают или обеспечивают движение с постоянной скоростью (в интенсивно работающих машинах может одновременно учитываться разгон или торможение механизмов подъема и передвижения);
с — разгон или торможение механизма передвижения тележки; остальные механизмы не работают либо обеспечивают движение с постоянной скоростью.
Для машин других типов перечень расчетных комбинаций будет иной (гл. 17). Таким образом, расчетные случаи устанавливают правила вычисления расчетных нагрузок, а комбинации — перечень нагрузок, действующих одновременно. Информация о расчетных нагрузках сводится в таблицу нагрузок (табл. 6.1). Каждый расчет конструкции по любому критерию работоспособности выполняется с учетом всех нагрузок, входящих в расчетную комбинацию по соответствующему расчетному случаю (т. е. расположенных в определенной графе таблицы).
|
|
|
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!