Простенький вопрос, подскажите какая нагрузка болта опаснее?

[Pisman]

Во всем мире делают по разному. В том числе и откровенно дешмански. квиксельвер из 6063т6 с толстенными радиусными шайбами вовсе не пример рациональности.

если преобладающая нагрузка направлена в вертикальной плоскости то даже довольно большое отверстие не вызовет потери прочности. Например в нервюрах сверлят отверстия в 90% строительной высоты и ничего.
короче вариант из возможных. на вкус и цвет.
Однако если это элемент ответственный, а судя по картинке это балка- то буж внутрь я бы вставил...

 

[KAA]

вот такаятрубка из д16т 14х1 вставляемая в просверленное отверстие D 14,

А нужен ли вам этот D=14мм по смятию? Ведь при прессовой посадке болта (или втулки) напряжения смятия стенки можно принимать до 1,5 сигма временного. 😉

Можно посчитать напряжения смятия на стенку толстой трубы. Получим примерно 7 кГ/мм2.

Ой!  :🙂 А по-моему-52 кг/кв.мм (для дюралевой трубы). 7 будет, если болт в отверстии болтается как йух в стакане (как принято в автомотостроении).  🙂

 

[Pisman]

Болтаться он по любому будет. Смятие стенок отверстий труб действительно часто более критично чем изгиб

 

[Sai.D]

...болт в отверстии болтается как йух в стакане (как принято в автомотостроении).  🙂
 

Наговариваете Вы на автомотостроение  🙂 В подобных узлах как правило распорные втулки вварены в трубы или другие полые конструкции, где применяются сквозные болты. Исключений из этого правила я что-то не припомню... Ну если только нештатные обвесы различные, которые не завод-изготовитель устанавливает, а разные халявщики.

 

[mdp-shnik]

Я вас не понимайт.    Вы имеете ввиду надо ставить буж?  Во вторых откуда взяли 7кг/мм2? 400кг это вдоль шпильки от растяжения подкосами....  Вертикальная сила  от сжатия пилона другая

То есть говоря крестьянско рабочим языком,  есть опасения что труба 100х2 переломится при изгибе в том месте,  где просверленное  отверстие 14мм? Подскажите,  как посчитать при скольки кгМ сломается,  в двух разных позициях(изгиб например вертикальный а ,  отверстия горизонтальны,  и вторая-отверстия вертикальны) 

Посчитаем.
Да, я ошибочно взял нагрузку в 400 кГ. Но если посчитать вертикальную составляющую сил, то наверняка получим примерно столько же. И вывод будет такой же.

Далее вспомним, что нормальные напряжения от изгиба в продольной плоскости (средняя плоскость) большой трубы равны нулю. Поэтому отверстие D14 не играет роли. Но это отверстие лежит в области, в которой достигают максимума касательные напряжения. Приблизительно они равны 1,5P/S, где Р - нагрузка, изгибающая трубу, S - площадь поперечного сечения трубы. Эти напряжения придётся умножить на к-ент концентрации, равный примерно 2,5. Не думаю, что нас это расстроит.

Что касается расчёта наибольших нормальных напряжений на поверхности трубы при изгибе, то сопромат даёт после вычисления момента сопротивления трубы предельный момент изгиба 590-620 кГ*м (при прочности Д16Т 40-42 кГ/мм[sup]2[/sup]).
Если отверстия вертикальны, то это значение нужно уменьшить в 2,5 раза (это к-ент концентрации напряжений в данном случае). Ясно, что такие отверстия делать не следует.

Я настоятельно советую Вам вставить в трубу 100х2 мм ещё одну сечением 96х2 мм и длиной примерно 200 мм. Это предохранит её от износа.

 

[Димсон]

для B.A.I .посмотрите как сделано у всех самолетов Kolb , в частности Kolb ultrastar есть чертежи, там все видно...никаких бужей там нет , а стенка трубы еще тоньше...

 

[Rafis]

Далее вспомним, что нормальные напряжения от изгиба в продольной плоскости (средняя плоскость) большой трубы равны нулю. Поэтому отверстие D14 не играет роли. Но это отверстие лежит в области, в которой достигают максимума касательные напряжения. Приблизительно они равны 1,5P/S, где Р - нагрузка, изгибающая трубу, S - площадь поперечного сечения трубы. Эти напряжения придётся умножить на к-ент концентрации, равный примерно 2,5. Не думаю, что нас это расстроит.

к-ент концентрации при сдвиге возьмите четыре.

Что касается расчёта наибольших нормальных напряжений на поверхности трубы при изгибе, то сопромат даёт после вычисления момента сопротивления трубы предельный момент изгиба 590-620 кГ*м (при прочности Д16Т 40-42 кГ/мм2).
Если отверстия вертикальны, то это значение нужно уменьшить в 2,5 раза (это к-ент концентрации напряжений в данном случае). Ясно, что такие отверстия делать не следует.

к-ент концентрации при растяжении возьмите три.
Хотя в случае приведенном B.A.I. вполне будет достаточно:
1) определить площадь и моменты инерции для рассматриваемого сечения (состоящего из двух сегментов).
2) определить действующие напряжения по классическим сопроматовским форумлам (Пэ на А и так далее)
3) принять допустимые напряжения как 0.9 от разрушащих (если очень страшно, взять 0.85)
4) сравнить второе с третьим и сделать выводы

 

[vbufhm]

Так,  смотрите,  по сдвигу.  К примеру от горизонтального отверстия с болтом узлом и тд до ГО  к примеру 2500мм. Нагрузка на ГО  пусть 80кг. Имеем у узла изгибающий момент 80х2500=200000кгмм

Берем формулу 1.5*200000кгмм/7850мм^2=38.21кг/мм (где квадрат мм?)
Умножаем на коэффициент ослабления 4=152.84кг/мм.  Вообще не держит.  Кстати столько предел для Д16Т по касательным напряжениям?  У Кондратьева 28кг/мм^2


Может забыли толщину стенки  в формуле?  Где то ж она должна Учитываться. Если 2 мм,  то наверное надо эти цифры разделить на 2.(тогда и мм ^2 появился) Тогда без отверстия держит,   с отверстием не держит.  Нужны поточнее коэффициенты концентрация напряжения.  Вообще не нахожу

 

[KAA]

Стоп! Если речь о сдвиге, то при чём тут изгибающий момент?  Есть перерезывающая сила 80 кг, поделив её на площадь ослабленного отверстиями сечения трубы, получите касательные напряжения от сдвига. Но эта же сила 80 кг, при несимметричном нагружении стабилизатора (приложенная к одной его половине) даст крутящий трубу момент Мх. Если  поделить его на полярный момент сопротивления трубы, то получите касательные напряжения от кручения. Первые и вторые напряжения нужно сложить и умножить на 4.
Но для заключения о прочности трубы нужно учесть и нормальные напряжения от изгибающего момента.
Потом, сложить нормальные с касательными по одной из теорий прочности и тем привести их к нормальным.
Сравнить с допускаемыми.

 

[asz]

нарисовать схему сил и моментов, тогда может понятней будет?

 

[Pisman]

Эти напряжения придётся умножить на к-ент концентрации, равный примерно 2,5.

круглое отверстие не является концетратором в расчетном смысле. Если посчитать точно получившиеся сечение с вырезами- то можно обходится обычными коэфицентами.

хотя для ответственного элемента коэффициент безопасности 2,5 не избыточен.
я уже как то привык считать болтовые узлы и ответственные трубы- "на 10" (суммарный коэффициент). И много в общем то ни разу не оказалось.

 

[vbufhm]

КАА,  только хотел написать.

Но кручение трубы считается совсем по другой формуле нежели дал Мдр шник.  И результат там по касательным напряжениям  раза в 3 меньше даже если взять кручение в 200кгм,  даже с учетом коэффициента ослабления 4

Какие вообще касательные напряжения я считал по формуле 1.5Р/S???

Перерезывающую силу стенок при изгибе ?
Кручение? 

 

[vbufhm]

В общем. Сила сосредоточен на конце балки
Изгибающий момент от ГО в расчетной точке равен 200 000кгмм
Перезввающая сила в расчетной точке тоже 200 000кгмм

Крутящий момент в расчетной точке равен 100 000кг/мм

В расчетной точке горизонтальная отверстие 14мм в трубе 100*2 из д16т

????? Как предлагаете считать?

3ы. Потом можно о боковой силе от ВО.

 

[sun]

квиксельвер из 6063т6 с толстенными радиусными шайбами вовсе не пример рациональности.

А при  чем тут Квиксильвер? Все дельтакрылья и телеги, какие видел, все делаются так - радиусные шайбы и усилительные втулки в трубу в месте отверстий.  ЕДИНСТВЕННЫЙ разумный способ избежать ослабления трубы в месте сверловки - это утолщение стенки. Либо наружным чулком либо внутренней втулкой.

если преобладающая нагрузка направлена в вертикальной плоскости то даже довольно большое отверстие не вызовет потери прочности. Например в нервюрах сверлят отверстия в 90% строительной высоты и ничего.
короче вариант из возможных. на вкус и цвет. 

Нервюра - плоский элемент, работающий  в составе силового контура крыла, а труба равнопрочная  самостоятельная балка, и отверстие в трубе ослабляет ее при работе во всех направлениях.
Вот здесь как раз выбор небольшой, см выше уже написал. В конце концов можно почитать азбуку - ВТТД 80, там русским по белому однозначные требовния по усилению труб в месте отверстий бужами или втулками, с тех пор ничего нового и лучшего не придумано.
  Даже не ожидал, что будет столько дисуссий, по вопросу не стоящему ломанного яйца.

 

[mdp-shnik]

Берем формулу 1.5*200000кгмм/7850мм^2=38.21кг/мм (где квадрат мм?) 

Что такое 7850 мм[sup]2[/sup]?
Судя по размерности, это чья-то площадь. Во-первых, площадь сечения трубы 100х2 - 630 мм[sup]2[/sup]. Во-вторых, приведенная мной формула не может быть использована в данном случае.

 

[mdp-shnik]

круглое отверстие не является концетратором в расчетном смысле. 

Это почему же? Ещё как является. Интересно, что к-ент концентрации тем больше, чем меньше диаметр отверстия по отношению к диаметру трубы или ширине пластинки. Для пластинки он имеет максимальное значение 3.

Если материал пластичный, то к-ент концентрации не превышает 1,4.

 

[mdp-shnik]

В общем. Сила сосредоточен на конце балки
Изгибающий момент от ГО в расчетной точке равен 200 000кгмм
Перерезывающая сила в расчетной точке тоже 200 000кгмм 

Перерезывающая сила равна 80 кГ. Именно её и нужно подставить в ту формулу: 1,5*80/630 = 0,19 кГ/мм[sup]2[/sup]. Т.е. всего ничего.

Крутящий момент в расчетной точке равен 100 000кг/мм 

Здесь нужно писать не кГ/мм, а кГ*мм. Т.е. на плече в 1 м имеем силу в 100 кГ. Это значит, что в сечении трубы, т.е. на плече в 50мм имеем силу 100*(1000/50)= 2000 кГ. Делим на пл. поп. сечения тела трубы 630 мм. Получим 3,2 кГ/мм[sup]2[/sup]. Опять всего ничего.

Ставьте в трубу усиление и будет Вам щастя. А если не вставите, то по кромке отверстия начнётся налёп, усталостное разрушение и какой-нибудь износ. А это не входит в ниши расчёты.

 

[iae]

Так,  смотрите,  по сдвигу.  К примеру от горизонтального отверстия с болтом узлом и тд до ГО  к примеру 2500мм. Нагрузка на ГО  пусть 80кг. Имеем у узла изгибающий момент 80х2500=200000кгмм

Берем формулу 1.5*200000кгмм/7850мм^2=38.21кг/мм (где квадрат мм?)
Умножаем на коэффициент ослабления 4=152.84кг/мм.  Вообще не держит.  Кстати столько предел для Д16Т по касательным напряжениям?  У Кондратьева 28кг/мм^2


Может забыли толщину стенки  в формуле?  Где то ж она должна Учитываться. Если 2 мм,  то наверное надо эти цифры разделить на 2.(тогда и мм ^2 появился) Тогда без отверстия держит,   с отверстием не держит.  Нужны поточнее коэффициенты концентрация напряжения.  Вообще не нахожу

Вы изгибающий момент делите непонятно на что. Чтобы вычислить напряжение, момент делится на момент сопротивления балки. Вычисляется по формуле 0,1*(D[sup]4[/sup] -d[sup]4[/sup])/D. Для вашей трубы равен 14782,87мм[sup]3[/sup].
Делим 200000 на 14782, получаем напряжение 13,53 кг/мм[sup]2[/sup], что далеко даже до предела текучести.

Перезввающая сила в расчетной точке тоже 200 000кгмм

Перерезывающая сила будет отнюдь не 200000 к тому же кгмм, а всего лишь 80 кг. Это вообще не о чём. Насколько уменьшится момент сопротивления трубы из-за отверстия не знаю. но полагаю, что к разрушению балки не приведёт. 

 

[iae]

Здесь нужно писать не кГ/мм, а кГ*мм. Т.е. на плече в 1 м имеем силу в 100 кГ. Это значит, что в сечении трубы, т.е. на плече в 50мм имеем силу 100*(1000/50)= 2000 кГ. Делим на пл. поп. сечения тела трубы 630 мм. Получим 3,2 кГ/мм2. Опять всего ничего.

Может правильнее вычислить касательные напряжения в трубе, разделив крутящий момент на момент сопротивления кручения.

 

[vbufhm]

Спасибо за разъяснения!  Но,  зачем буж если труба все держит с запасом расчетные нагрузки с 2-3 кратным запасом даже при наличии отверстия? Ведь к 100х2,  трубу 96 хрен найдешь.  А распилить 100 и вставить тот еще геморрой