Расчет устойчивости

Проверка устойчивости конструкций производится путем сравнения расчетного коэффициента запаса устойчивости n с допускаемым [n]:

, (18)

где − критическое напряжение сжатия, при котором конструкция теряет устойчивость;

− напряжения сжатия элемента, рассчитываемые в автоматическом режиме в программном комплексе ANSYS версия 13.0.

Программный комплекс ANSYS версия 13.0 в автоматическом режиме сравнивает критические напряжения с напряжениями сжатия.

В результате расчета были получены формы потери устойчивости и соответствующие им коэффициенты запаса устойчивости. Форма потери устойчивости и соответствующий ей коэффициент запаса устойчивости при первом режиме представлены на рисунках 41-43.

Рисунок 41 − Первая форма потери устойчивости

а) для металла п= 44,05; б) для стеклопластика п= 875,53

а)

б)

Рисунок 42 − Вторая форма потери устойчивости

а) для металла п= 45,77; б) для стеклопластика п= 1054,91

а)

б)

Рисунок 43 − Третья форма потери устойчивости

а) для металла п = 50,17; б) для стеклопластика п = 1558,96

Формы потери устойчивости и соответствующие им коэффициенты запаса устойчивости при третьем режиме представлены на рисунках 44-46.

Рисунок 44 − Первая форма потери устойчивости:

а) для металла п = 150698; б) для стеклопластика п = 148353

Рисунок 45 − Вторая форма потери устойчивости

а) для металла п= 151226; б) для стеклопластика п= 148872

Рисунок 46 − Третья форма потери устойчивости

а) для металла п = 156060; б) для стеклопластика п = 153632

Полученные в результате расчета коэффициенты запаса устойчивости при первой и третьем режиме не менее чем допускаемое значение [n] =1,1.

Выводы сравнения результатов расчета металлической и стеклопластиковой крыши приведены таблице 10.

Таблица 10 – Сравнительная характеристика металлической и стеклопластиковой крыши

Показатель

Металлическая крыша

Стеклопластиковая крыша

1 Масса, кг

1800

350

2 Максимальное напряжение при I режиме, кПа

2180

322

3 Максимальное напряжение при III режиме, кПа

332

253

4 Минимальный коэффициент запаса устойчивости при I режиме

44,05

875,53

5 Минимальный коэффициент запаса устойчивости при III режиме

150698

148353

Видно, что стеклопластиковая крыша не уступает металлической, а по некоторым показателям даже превосходит (запас устойчивости у нее выше при первом режиме, при примерно равных механических свойствах – она легче).

Выигрыш в весе приводит к увеличению грузоподъемности вагона на 5 тонн. Что в свою очередь повышает экономическую эффективность вагона. Рассмотрим этот вопрос.

Популярные материалы:

Качество процессов управления
Для того, чтобы динамика привода не влияла на качество переходных процессов угла тангажа , при выборе передаточных чисел Kυ, Kωz , должны выполняться условия: Ωпр ≥ (5 6) Ωα, Kωz ≤ (0,25 0,3) (K& ...

Анализ производственного травматизма
Цель анализа – выявить количественные показатели травматизма, провести причинно-факторный анализ и разработать организационно-технические мероприятия по снижению уровня травматизма. Для количественной оценки травматизма используется стат ...

Емкость батареи и технологические мероприятия на увеличение емкости
Емкость батареи - способность батареи принимать и отдавать энергию - измеряется в ампер-часах (Ач). Для оценки ёмкости батареи принята методика 20-ти часового разряда током 0.05С20 (т.е. током, равным 5% от номинальной ёмкости). Т.е., есл ...