От Koshak
К объект 925
Дата 16.10.2007 19:10:12
Рубрики Артиллерия;

Сопроматерь её так разэдок:-)

>профильные? И насколько примерно.

Ну и вопросики у вас, коллега)))
если мне склероз не изменяет, вопрос можно перефразировать применительно к "потере устойчивости по Эйлеру"
А здравый смысл подсказывает, что:
- Труба есть профиль симметричный
- Нагрузка на станину несимметрична (упор противооткатный снизу, уходит в грунт, нагрузка в край)

Далее исходя из здравого смысла следует, что пи симметричном профиле часть его, какой-то край, будет работать с неполной нагрузкой, что приведет к перетяжелению конструкции по сравнениь с тероетически самой легкой, а именно - "равнопорчной".

Однако , сермяжная правда жизни подсказывает, что в таких конструкциях как станина, запасы прочности заложены отнють не самолетные, а совсем даже земные - типа "коэффициент запаса берем ПЯТЬ или ШЕСТЬ", что на практике приведет к тому, станина делается такая, что с одной станины можно стрелять калибрами например от 57 до 76мм, от 37 до 45 мм и т.д..
Ограничением скорее будут являться шарнирные крепления станины, к лафетной тележке (не знаю, как она по науке называется) но не сами ноги станины.
При этом возможная избыточность массы артсистемы из-за перетяжеленных раскоряк станины вряд ли будет превышать 5-10% от общей массы орудия. Из-за выигрыша в 5-10% никто в здравом уме не будет городить изощренные и более дорогие и сложные станины, а обойдутся банальными трубами из стандартного ассортимента имеющегося под рукой в наличии, а тем более - в военное время, когда ПТ-пушка живет в среднем 2,5 - 3 танка.
От Деревянкин
К Koshak (16.10.2007 19:10:12)
Дата 17.10.2007 13:30:58

Re: Сопроматерь её...

>если мне склероз не изменяет, вопрос можно перефразировать применительно к "потере устойчивости по Эйлеру"
ИМХО, применительно к потере устойчивости по Эйлеру (потеря устойчивости без развития пластики) вопрос перефразируется с трудом. До развития пластических деформаций устойчивость теряют только стержни большой гибкости. ИМХО, станины таковыми не являются и основным является условие по прочности.

>А здравый смысл подсказывает, что:
>- Труба есть профиль симметричный
Прямоугольная коробка тоже симметричный профиль.

>Далее исходя из здравого смысла следует, что пи симметричном профиле часть его, какой-то край, будет работать с неполной нагрузкой, что приведет к перетяжелению конструкции по сравнениь с тероетически самой легкой, а именно - "равнопорчной".

Дело не в симметрии, а в моментах сопротивления. При работе на изгиб рациональным является такое распределение материала, при котором большее его количество находится дальше от центра тяжести сечения (двутавр, к примеру).

Я думаю, по тому как крепятся станины к нижнему станку они работают главным образом на сжатие и на изгиб в вертикальной плоскости. На сжатие равнопрочная труба и коробка имеют один вес (и прочность, и масса определяются площадью сечения). На изгиб - прямоугольник предпочтительней (больше материала в зоне высоких нормальных напряжений).
От Николай Поникаров
К Деревянкин (17.10.2007 13:30:58)
Дата 17.10.2007 13:43:51

Re: Сопроматерь её...

День добрый.

>ИМХО, применительно к потере устойчивости по Эйлеру (потеря устойчивости без развития пластики) вопрос перефразируется с трудом.

В этих рассуждениях ничего не изменится, если будем рассматривать пластику.

> ИМХО, станины таковыми не являются и основным является условие по прочности.

Длинный стержень при осевых усилиях? Щаззз.

>Прямоугольная коробка тоже симметричный профиль.

По контексту ясно, что имеется в виду Ix=Iy.

С уважением, Николай.
От Деревянкин
К Николай Поникаров (17.10.2007 13:43:51)
Дата 17.10.2007 14:24:42

Re: Сопроматерь её...

>В этих рассуждениях ничего не изменится, если будем рассматривать пластику.
Реплика была насчет "потери устойчивости по Эйлеру". Даже не рассматривая ударный характер нагрузок (динамическая устойчивость - отдельный раздел теории устойчивости, там все гораздо сложней, надо учитывать распределение масс), Эйлера может не хватить.
Рассуждения могут привести к тому, что стержень сломается раньше, чем будет возможна потеря устойчивости.

>Длинный стержень при осевых усилиях? Щаззз.
Не совсем понял смысл реплики. Классификация стержней по гибкости есть, к примеру, у Феодосьева в его "Сопротивлении материалов"

>По контексту ясно, что имеется в виду Ix=Iy.

По контексту сложно понять о чем речь. Возьмем трубу и квадратную коробку (у обоих Ix=Iy). Из соображений "симметрии" они должны быть одинаково хороши. Но на изгиб лучше работоет коробка.

С уважением
От Николай Поникаров
К Деревянкин (17.10.2007 14:24:42)
Дата 17.10.2007 14:46:17

Re: Сопроматерь её...

День добрый.

>Рассуждения могут привести к тому, что стержень сломается раньше, чем будет возможна потеря устойчивости.

Что Вы назвываете словом "сломается"? Начнется пластическое течение по всему сечению? Конечно, длинный стержень потеряет устойчивость и согнется раньше.

>По контексту сложно понять о чем речь.

Речь идет о том, что осевая нагрузка несимметрична относительно оси 0х, и из этих соображений симметричнеое сечение должно быть хуже.

С уважением, Николай.
От Деревянкин
К Николай Поникаров (17.10.2007 14:46:17)
Дата 17.10.2007 15:27:34

Re: Сопроматерь её...


>Что Вы назвываете словом "сломается"?
Разрушение (разделение на части), сопровождаемое или не сопровождаемое возникновением пластических зон.

>Речь идет о том, что осевая нагрузка несимметрична относительно оси 0х, и из этих соображений симметричнеое сечение должно быть хуже.
В случае внецентренного действия продольной силы более рациональным будет не просто коробчатое сечение, а коробка у которой более нагруженый пояс толще.
От Николай Поникаров
К Деревянкин (17.10.2007 15:27:34)
Дата 17.10.2007 16:07:49

Re: Сопроматерь её...

День добрый.

>Разрушение (разделение на части), сопровождаемое или не сопровождаемое возникновением пластических зон.

Правильное определение. Но тогда почему Вы противопоставляете разрушение и потерю устойчивости? При одноосном сжатии стержень потеряет устойчивость, что и приведет к его разрушению.

>В случае внецентренного действия продольной силы более рациональным будет не просто коробчатое сечение, а коробка у которой более нагруженый пояс толще.

А какой пояс более нагружен, если на одно торце сжимающая сила приложена к одному поясу, а на другом - ко второму (плюс момент)?

С уважением, Николай.

P.S. да не убьют нас модераторы за оффтоп...
От Деревянкин
К Николай Поникаров (17.10.2007 16:07:49)
Дата 17.10.2007 16:43:06

Re: Сопроматерь её...


>Правильное определение. Но тогда почему Вы противопоставляете разрушение и потерю устойчивости? При одноосном сжатии стержень потеряет устойчивость, что и приведет к его разрушению.

Потому, что это принципиально разные явления :) Потеря устойчивости может и не приводить к разрушению. Тот же Эйлеров стержень просто переходит в другое равновесное состояние, не разрушаясь. Более того в ряде случаев потеря устойчивости приводит к повышению несущей способности (к примеру, допускают метную потерю устойчивости обшивки самолета).

>А какой пояс более нагружен, если на одно торце сжимающая сила приложена к одному поясу, а на другом - ко второму (плюс момент)?
Дык, делается расчет и определяется что там как нагружено. Вне зависимости от того как приложены силы по краям, для анализа напряженного состояния находят внутрение усилия: продольную силу, две поперечных силы, крутящий момент и два изгибающих момента от них и пляшут.
Было бы здорово посмотреть книги вроде "Теория лафетов" или «Основы расчёта и проектирования лафетов». Думаю, игра сил в них расписана.

С уважением
От Николай Поникаров
К Деревянкин (17.10.2007 16:43:06)
Дата 17.10.2007 16:57:53

Re: Сопроматерь её...

День добрый.

> Тот же Эйлеров стержень просто переходит в другое равновесное состояние, не разрушаясь.

Вот только это другое равновесное состояние для орудия недопустимо по условию жесткости (да на практике и нереализуемо без пластики и необратимых деформаций).

> Более того в ряде случаев потеря устойчивости приводит к повышению несущей способности (к примеру, допускают метную потерю устойчивости обшивки самолета).

Это потому, что эффективнее вступают в работу остальные части конструкции. В нашем-то случае других частей нет.

>Было бы здорово посмотреть книги вроде "Теория лафетов" или «Основы расчёта и проектирования лафетов». Думаю, игра сил в них расписана.

Наверно, так. Но можно ограничиться мнением эксперта, тов. Петрова: http://vif2ne.ru/nvk/forum/2/co/1524072.htm

С уважением, Николай.
От Деревянкин
К Николай Поникаров (17.10.2007 16:57:53)
Дата 17.10.2007 17:10:58

Re: Сопроматерь её...


>Вот только это другое равновесное состояние для орудия недопустимо по условию жесткости (да на практике и нереализуемо без пластики и необратимых деформаций).
В соседней подветке упоминалась местная потеря устойчивости. Если выпрет кусочек станины жесткость системы в целом пострадает?

>Наверно, так. Но можно ограничиться мнением эксперта, тов. Петрова: http://vif2ne.ru/nvk/forum/2/co/1524072.htm

По поводу более рационального использования материала в коробчатом сечении при РАБОТЕ НА ИЗГИБ я и не спорю. Только причины почему оно лучше для станин к устойчивости не относятся (из соображений устойчивости труба лучше http://mysopromat.ru/uchebnye_kursy/sopromat/ustoichivost_szhatyh_sterzhnei/ratsionalnye_formy_sechenii_szhatyh_sterzhnei/ )
По поводу лучшая ли ЗиС-3 - это вопрос из серии лучший ли Т-34, т.е. флудогонный с переходом на личности :)
От Николай Поникаров
К Деревянкин (17.10.2007 17:10:58)
Дата 17.10.2007 17:24:37

Re: Сопроматерь её...

День добрый.

>В соседней подветке упоминалась местная потеря устойчивости. Если выпрет кусочек станины жесткость системы в целом пострадает?

Возможно, да. Уменьшится жесткость на изгиб и критическая нагрузка для общей потери устойчивости.

>(из соображений устойчивости труба лучше http://mysopromat.ru/uchebnye_kursy/sopromat/ustoichivost_szhatyh_sterzhnei/ratsionalnye_formy_sechenii_szhatyh_sterzhnei/ )

Там нет сравнения квадратной трубы с круглой.


С уважением, Николай.
От Деревянкин
К Николай Поникаров (17.10.2007 17:24:37)
Дата 17.10.2007 17:58:57

Re: Сопроматерь её...

>Там нет сравнения квадратной трубы с круглой.
Можно и самим посчитать. Для примера возьмем квадратную коробку 1х1 с толщиной стенок 0,1.
У нее
Площадь 0,36
Моменты инерции 0,0492
Моменты сопротивления 0,0984
Радиус инерции 0,37
Удельный радиус инерции 0,617

У круглой трубы такой же площади (вес одинаковый) с такой же толщиной стенки надо взять диаметр 1,25. Получим
Площадь 0,36
Моменты инерции 0,0602
Моменты инерции 0,963
Радиус инерции 0,41
Удельный радиус инерции 0,683

Т.е. на изгиб лучше работает квадратная коробка, а с точки зрения устойчивости - круглая труба.

С уважением
От Олег Р.
К Деревянкин (17.10.2007 17:58:57)
Дата 18.10.2007 19:30:02

Взял САПР две трубы из пальца и прикинул.

Две трубы сечения прямоугольного и круглого. Масса одинаковая, толщина стенок одинаковая, у прямоугольной соотношение сторон 1/2.
(длина 3 м, стенки 5 мм)

Коэффициент безопасности:
Круглая -1
Прямоугольная - 1.04 и 0.78
С уважением Олег.
От Деревянкин
К Олег Р. (18.10.2007 19:30:02)
Дата 19.10.2007 22:59:17

Re: Взял САПР...

Какая схема, что за нагрузки, что за расчет (статика или устойчивость)?

>Коэффициент безопасности:
Что это?

С уважением
От Koshak
К Олег Р. (18.10.2007 19:30:02)
Дата 19.10.2007 09:48:36

Нагрузки какие приложили?

надо нагрузить в осевом направлении + вращающий момент в направлении большой оси прямоугольника
От Олег Р.
К Koshak (19.10.2007 09:48:36)
Дата 19.10.2007 10:37:10

Примерно такие.

>надо нагрузить в осевом направлении + вращающий момент в направлении большой оси прямоугольника

[33K]



[35K]



[29K]


От Деревянкин
К Олег Р. (19.10.2007 10:37:10)
Дата 19.10.2007 23:15:00

Re: Примерно такие.

Поясните, пожалуйста, эти картинки. Что за прямоугольники по торцам стержня? Почему напряжения по фон Мизесу?

С уважением
От Олег Р.
К Деревянкин (19.10.2007 23:15:00)
Дата 20.10.2007 04:24:10

Re: Примерно такие.


Конечно анализ сделан в статике. (на прочность).

>>(динамическая устойчивость - отдельный раздел теории устойчивости, там все гораздо сложней, надо учитывать распределение масс)
и надо рассматривать не отдельную деталь, а конструкцию целиком.
+ на пушке стоит гидравлический демпфер, + он изменяет свои характеристики в зависимости от температуры и т.д. и т.д и т.д.

>>Поясните, пожалуйста, эти картинки. Что за прямоугольники по торцам стержня? Почему напряжения по фон Мизесу?
Силы приложены по квадратным площадкам на концах прямоугольников по торцам стержня.

Могу предположить, что и в динамике прочность и жесткость трубы прямоугольного сечения останутся выше, чем у круглой, а вот полезно ли это для остальных деталей той конструкции (ЗИС – 3, ведь речь шла о ней) я не знаю… может быть при применении более жестких станин пришлось бы упрочнять и утяжелять другие детали…

Грабин:
“…На четвертый день испытаний при стрельбе с мерзлого грунта на одной из пушек погнулась станина.”
“…В момент выстрела станина прогибалась, а после выпрямлялась, выкатывала пушку вперед.”
“…Константин Константинович Ренне создал отличную равнопрочную конструкцию.“
“…За время моего отсутствия произошла серьезная неприятность: при стрельбе прогнулась люлька.”
“…Много всяких предположений возникало у нас. Самое страшное, чего мы боялись,— вдруг по каким-либо причинам у пушек начнут появляться дефекты! Тогда нам несдобровать. Кстати сказать, весной 1942 года, когда ЗИС-3 была уже официально принята на вооружение, мне позвонили из Наркомата оборонной промышленности и предложили немедленно выехать в Москву: у нескольких пушек погнулись боевые оси.”

Пожалуй главный критерий оценки вынесен в заголовок книги Грабина и короче сказать сложно: "Оружие победы".
С уважением.
От Деревянкин
К Олег Р. (20.10.2007 04:24:10)
Дата 20.10.2007 18:28:55

Re: Примерно такие.

>и надо рассматривать не отдельную деталь, а конструкцию целиком.
>+ на пушке стоит гидравлический демпфер, + он изменяет свои характеристики в зависимости от температуры и т.д. и т.д и т.д.

Можно и ону деталь рассмотреть, заменив отброшенную часть рекциями. Учет наличия демпфера и пр. нужен для определения величины силы, приходящейся на лафет - можно отбросить верхний станок, заменив его действующими силами.

>Силы приложены по квадратным площадкам на концах прямоугольников по торцам стержня.

Что помешало просто посчитать силы и моменты, действующие на торец (только на один, на втором - заделка) и просто их приложить?
Я бы считал такую схему

[14K]



>Грабин:
>“…На четвертый день испытаний при стрельбе с мерзлого грунта на одной из пушек погнулась станина.”
> “…В момент выстрела станина прогибалась, а после выпрямлялась, выкатывала пушку вперед.”
>“…Константин Константинович Ренне создал отличную равнопрочную конструкцию.“
>“…За время моего отсутствия произошла серьезная неприятность: при стрельбе прогнулась люлька.”
>“…Много всяких предположений возникало у нас. Самое страшное, чего мы боялись,— вдруг по каким-либо причинам у пушек начнут появляться дефекты! Тогда нам несдобровать. Кстати сказать, весной 1942 года, когда ЗИС-3 была уже официально принята на вооружение, мне позвонили из Наркомата оборонной промышленности и предложили немедленно выехать в Москву: у нескольких пушек погнулись боевые оси.”
Возникновение таких ситуаций вполне понятно: тогда не было не теоритических разработок, ни инструмента для выполнения особо точных расчетов. Сейчас нет проблем хоть всю пушку раскрошить на конечные элементы и считать узлы, а тогда, думаю, использовались достаточно простые расчетные схемы, позволяющие хоть и грубо, но оценивать усилия.

>Пожалуй главный критерий оценки вынесен в заголовок книги Грабина и короче сказать сложно: "Оружие победы".
Спору нет

С уважением
От Олег Р.
К Деревянкин (20.10.2007 18:28:55)
Дата 21.10.2007 05:23:42

Re: Примерно такие.

>Можно и ону деталь рассмотреть, заменив отброшенную часть рекциями. Учет наличия демпфера и пр. нужен для определения величины силы, приходящейся на лафет - можно отбросить верхний станок, заменив его действующими силами.
Можно, но у меня не было чертежей.

>Что помешало просто посчитать силы и моменты, действующие на торец (только на один, на втором - заделка) и просто их приложить?
Ничего, вернее то, что мне так комфортнее.

>>Грабин:
>>“…На четвертый день испытаний при стрельбе с мерзлого грунта на одной из пушек погнулась станина.”
>> “…В момент выстрела станина прогибалась, а после выпрямлялась, выкатывала пушку вперед.”
>>“…Константин Константинович Ренне создал отличную равнопрочную конструкцию.“
>>“…За время моего отсутствия произошла серьезная неприятность: при стрельбе прогнулась люлька.”
>>“…Много всяких предположений возникало у нас. Самое страшное, чего мы боялись,— вдруг по каким-либо причинам у пушек начнут появляться дефекты! Тогда нам несдобровать. Кстати сказать, весной 1942 года, когда ЗИС-3 была уже официально принята на вооружение, мне позвонили из Наркомата оборонной промышленности и предложили немедленно выехать в Москву: у нескольких пушек погнулись боевые оси.”
>Возникновение таких ситуаций вполне понятно: тогда не было не теоритических разработок, ни инструмента для выполнения особо точных расчетов. Сейчас нет проблем хоть всю пушку раскрошить на конечные элементы и считать узлы, а тогда, думаю, использовались достаточно простые расчетные схемы, позволяющие хоть и грубо, но оценивать усилия.
Да несомненно.
Эти цитаты я привел к тому, что используя более жесткую деталь в одном месте потребуются изменения в других деталях, а как видно они были доведены и работали на пределе прочности. Экономия веса на станинах получалась ничтожная, а могло произойти и увеличение веса всей конструкции. Гасить ударные нагрузки в длинной трубе станины проще, чем в ажурной конструкции верхнего станка, у него меньше энергоемкость, т.е. станина была не только упором, но и выполняла функции ”подрессоравания”.
С уважением
От vladvitkam
К Koshak (16.10.2007 19:10:12)
Дата 16.10.2007 20:50:48

Re: Сопроматерь её...

по жизни чаще всего бывате так, что конструкции требуется некоторая жесткость и ее обеспепечение автоматически создает запас прочности

т.е. если вам не надо, чтобы станины дышали (а оно вам точно не надо), то и запас прочности заодно получится достаточный

хотя раз на раз конечно не приходится, случаи разные бывают