Почему самое ЭФФЕКТИВНОЕ сечение это двутавр
Вставка
- Опубліковано 28 чер 2024
- Разберемся почему двутавр при изгибе в 186(!!!) раз эффективнее обычной полосы металла. Небольшой ликбез, уровня 2-го курса механического факультета, о работе конструкций. Рассматривается вопрос работы балок на изгиб, а точнее изгиб консольных балок. Обсуждается в упрощенной форме теория, после чего проводится симуляция в SolidWorks Simulation. Рассматривается вопрос эффективности сечения при работе на изгиб, влияющие факторы, а также моменты связанные с ценой.
Группа в Telegram, там мы делимся опытом работы в СолидВоркс, а также задаем интересующие вопросы:
t.me/Eugetronics
00:00 | Вступление
00:47 | Теория изгиба, нейтральный слой
10:31 | Симуляция в SolidWorks
20:02 | Перфорированный двутавр
23:06 | Заключение
Евгений спасибо, доступно и понятно
Евгений, здорово! Спасибо за видео! Очень полезное. Записывайте еще видео: по сопромату, инженерным расчетам, Simulation. 👍👍👍👍 Мне, как несостоявшемуся инженеру (закончил 15 лет назад вуз по специальности инженер-механик и по прямой профессии не работал) и сейчас вновь вернувшемуся в данную сферу, было полезно!
Если есть возможность запишите видео по сеткам, точкам Якобиана, Фон Мизесу - пытаюсь сейчас разобраться с этими понятиями. Очень интересно!
Офигеть, как интересно!
Спасибо, очень доходчиво.
В компасе вроде есть такая фишка, что программа сама считает профиль, именно меняет его форму... АПМ фем вроде называется
Побольше бы таких видео.
Привет! Хороший ролик! Расскажи про кручение и подбор профиля для работы на изгиб с кручением, пожалуйста
Возможно специфический характер нагрузки в кранбалке ослабляет требования к устойчивости двутавра и по этому можно разменять лишнюю устойчивость на дополнительную жесткость.
Если закрепить на коце двутавра груз и покачать чуть не по оси, то он начнет крутиться как маятник в резонансе, а профильная труба это движение подавит.
Да, крутильная жесткость у двутавра, по сравнению с трубой квадратной а особенно круглой, как у любого не замкнутого профиля сильно меньше
Жень, расскажи популярно, чем момент сопротивления отличается от момента инерции? А то из твоего объяснения следует, что прогиб вообще никак не связан с моментом инерции. Складывается впечатление, что ты путаешься в понятиях.
Ну я там сказал что объяснение не самое академическое. Изначально есть балка, есть силы, есть опоры. Самое первое что можно найти это изгибные напряжения связаны с моментом сил и моментом сопротивления сечения зависимостью сигма=M/W где М это момент а W момент сопротивления сечения, сигма характеризует напряжения в металле, дальше формула по изгибу балки в учебниках по строительной механике или сапромате дается в упрощенном виде, базовая формула из теории упругости она не характеризует весь прогиб балки а только деформации в элементарном объёме она состоит из 3 уравнений, они одинаковые только индексы осей разные выглядит так: эпсилон(х)=(сигма(х)-коэф.Пуассона*(сигма(y)+сигма(z))/E где Е модуль упругости, в этих формулах момент инерции I не фигурирует, в упрощенной формуле он есть в виде делителя E*I, но что I что W это геометрические характеристики сечения они в общем то зависимы друг от друга, мне кажется что для простого объяснения достаточно только W
Сопротивление определяет предельные значения до разрушения сечения, момент инерции - предельные значения после которых сечение перестает упруго работать на изгиб, т.е. потечет
@@LK62706 Нет, деформации останутся в упругой зоне, либо выйдут за нее определяется только величиной напряжений, предел упругости это напряжения до которых будут упругие деформации в конкретном сечении, а остальные напряжения между пределом упругости и пределом прочности уже будут деформировать безвозвратно.
хорошо, а как обстоят дела с кручением, какая форма из приведеных в видео имеет наибольшую жёсткость к кручению?
Круглая труба, если запрос будет по кручению тоже могу записать
Эх... 23 минуты честно ждал раскрытия "секрета" линейки "на ребре", но кроме постоянных стремлений Евгения сэкономить неработающий материал в нейтральной линии, да красивых картинок нарисованных почему-то кисточкой, причины данного чуда с линейкой он нам так и не раскрыл, я считаю.
Петлял, петлял и упетлял зачем то в двутавр. Видимо линейка на ребре, в воображении Евгения - это двутавр...
А ведь Женя был так близок, примерно на 3:07 , когда рисовал красивые дуги, великое открытие было у него уже практически в руках!
На 20:34 удача снова было улыбнулась автору, он почти уже догадался в чём же дело, но! Пресловутая идея фикс об экономии неработающего материала, в очередной раз затуманила разум великого сАпраматчика Евгения...
Не сердись Женя, на меня старика, ты наверное хороший парень, но тебе надо просто ещё раз прочитать книжку Джеймса Гордона про "Конструкции, или почему не ломаются вещи". Да.
А канал всё равно полезный.
Удивляюсь таким комментариям, открой Джеймса Гордона "Конструкции, или почему не ломаются вещи" и посмотри 239 страницу, ровно то о чем я сказал
Евгений, почему показал изгиб полосы(линейки) положенной на плоскость и поставленной на ребро и не показал изгиб швелера и двутавра повенутыми на 90 градусов? Какой-то обрезанный получился урок😠
Да что то забыл даже про это ахахах, двутавр боком гавно полное, по-моему не разу этого не видел, швеллер боком имеет право на жизнь в некоторых ситуациях, редко но видел
Потому что двутавр боком никто не использует. А линейка боком была просто как пример, который потом исключили из эксперимента
@@Eugetronics
вот и показал бы наглядно с симуляцией и обьяснением что повернутые они гавно и что их не стоит использовать так, а то линейку показал что гавно, а швелер и двутавр не показал, АБЫДНО
Почему ширина двутавра увеличивается НЕ постепенно (от центра к краям), тоесть почему профиль двутавра не в форме песочных часов?
Если самый классический стандартный двутавр взять то дяденьки механики вывели оптимальное соотношение длины полочек к высоте профиля, добившись оптимального на их взгляд распределения запаса устойчивости и изгибной прочности/жесткости. + Технологические аспекты изготовления еще свои требования накладывают, двутавр легче сделать таким что он просто в виде буквы "Н" (ну перевернутой только)
Двутавры бывают с наклонными полками и без. Также с различным соотношением ширины к высоте. Кажется нормальный двутавр это примерно 0.55, широкий это 0.78, колонный - это примерно 1. Чем выше это число, тем устойчивее профиль. Т.е. если устойчивости нормального двутавра Вам не хватает, то можно купить более широкий вплоть до колонного. А если устойчивости Вам слишком много, то можно порезать лазером и сварить уууууузкий двутавр )
@@101picofarad или сварить ууууузкий двутавр с тооонкой гофрированной стенкой
Очень странное сравнение... Всех тонкостей я не распишу в комменте, но так для примера. Если взять Двутавр 100 и сравнить с прямоугольной трубой 160х60 s=2, то на изгиб труба будет работать лучше при меньшей массе
Тут смотри в чем прикол еще если взять трубу 200х200х1 скажем у нее момент сопротивления сечения очень большой будет мяса в нейтральном слое очень мало, но такая труба на устойчивость слабая, у нее стенки могут сплющиться просто. Я в видео говорил что есть нюансы, в описанном тобой случае как раз таки нюанс про устойчивость, в определенных случаях это возможно в других нет, но твой пример прямо согласуется со сказанным т.к. у трубы 160х160х2 меньше мяса в нейтральном слое а остальное мясо расположено более удаленно от него поэтому она работает лучше на изгиб, стандартный швеллер 10 (100 мм высота) обладает более худшими характеристиками, если можно рассмотреть вытянутый швеллер а не стандартный 10 он уже будет лучше трубы при меньшем весе
@@Eugetronics А откуда взялась информация про нейтральный слой и трубу слабую на устойчивость? Вот смотрю сейчас на формулу расчета устойчивости и там фигурируют приведенная длина стержня (зависит от способа закрепления балки), модуль упругости материала, момент инерции. Если есть где можно прочитать про влияние нейтрального слоя, прошу поделиться источником. Я если что смотрел "Справочник по сопротивлению материалов" Писаренко, раздел начинается на 447 стр., но помоему эти формулы встречаются во многих источниках
Про нейтральный слой много где например тут: Тимошенко - Сопротивление материалов том 1 страницы - 85 по 89, там указатель глянь еще на других страницах что то есть но там я уже не смотрел, вообще сопротивление материалов базируется на теории упругости это первоисточник
Формулу ту что ты смотришь это "Задача Герца об устойчивости сжатых стержней" в трубе стенка образует вот этот самый образно говоря сжатый стержень из ее стенок
Конкретно про устойчивость тонкостенной трубы с большими размерами например 200х200х1: вот ее стенки длиной 200 мм это приведенная длина стержня (образно говоря), а толщина стенки трубы это ее момент инерции (образно говоря), то есть если трубу 200х200х1 сдавливать или изгибать ее стенки хотят выпучится наружу и она теряет устойчивость
@@Eugetronics , на устойчивость профиль будет лучше работать ,но до потери устойчивости при одинаковых данных с двутавром, профиль раньше уйдет в пластическую деформацию и будет тянуться как нитка и сначала настанет разрушение.
Хейтеры люблю вас!
Занимать постоянно своим ликом 1/8 площади кадра - это многих злит. Даже Антоха Ильин из СолидФэктори - самый знаменитый учитель по Солиду - и тот знает в этом меру...
Симуляция изгибания задана неправильно. Граничное условие не соответствуют теории. В случае применения граничново как на видео видно что неожиданно в близости области его применения образуются анамалии которые в видео автор не описывает, а все дело в том что у конечных элементов забрали слишком много степеней свободы.
Следующая ошибка которую допускают в основном новички это забирать степени свободы вращения у 3Д элементов.(у них их нет(на рассчет не влияет))
Аномалия 2 зеленоватые зоны на эпюре напряжений у первой пластины (аналог линейки не на ребре)? Так это дяденька чтоб вам было известно, каждый элементарный объём должен находится в равновесии в виду отсутствия материала сбоку, и наличия жесткого защемления сзади получается такая картина, она на 100% совпадает с реальностью, симуляция аналогична жесткому защемлению, например жесткой заделке в бетоне. Это во первых.
Во вторых: (на самом деле, во вторых не нужно потому что симуляция совпадает с реальностью) это урок не про симуляцию, а про физические процессы про изгибе.
"Граничное условие не соответствуют теории." Какой теории? "Следующая ошибка которую допускают в основном новички это забирать степени свободы вращения у 3Д элементов.(у них их нет(на рассчет не влияет))" это вообще не понял, речь точно про SW Simulation ?
@@Eugetronics мне то как раз известно что происходит, а вот с того что вы объясняете люди потом могут бродить в сопромате. Надеюсь никогда человек незнающий не забредет к вам под видео и не спишет ваши ошибки и незнания
@@gievepix12 в чем ошибка ?
@@Eugetronics ваша большая ошибка в том что попытавшись объяснить всем все на пальцах и максимально все упростив вы забыли про детали которые непосредственно влияют на результаты и их чтение.
Начнем с теории. Вырвав из всей возможной теории только части с нейтральным слоем и распространением нормальных напряжений в балке вы по итогу никак не объяснили эту тему.
Практика. На ничем не обоснованной теории показываете симуляции которые даже закреплены как попало.
Сама ошибка: при объяснении теории в "тетрадки" и подтверждении ее в МКЭ нужно делать много ремарок которых вы не удосужились обозначить в этом видео. Как следствие видео не имеет никакой информативной ценности.
Почему это все так важно. В области рассчетов то что вы показали считается самой элементарной симуляцией из всех возможных(3 элемента в симуляции: геометрия, 2 граничных условия), а настолько грубо натыкав в компьютере даже эту симуляцию нет к вам как к автору никакого доверия и лучше зрителя об этом заранее предупредить перед тем как он от вас перенимет этот опыт.
Надеюсь что вы уже успели прочтать что нибудь о степенях свободы МКЭ элементов. Если нет то вот ссылка: stroitmeh.ru/m9r/c1.htm
Смеялся очень сильно над этим "и распространением нормальных напряжений в балке" дядь, чтоб вам было известно, только нормальные напряжения и влияют на деформацию балки, если не верите: Тимошенко Сопротивление материалов Том 1 - страница 107, в конце страницы вам пояснят про касательные напряжения.
Видео показывает ровно то о чем заявлено, и тут влияет только момент сопротивления сечения а так же объём материалы в нейтральном слое. Все больше ничего.
Область расчетов, это моя профессиональная деятельность, начиная с учебы (Динамика и прочность машин), продолжая опытом работы и заканчивая натуральными испытаниями. Еще раз говорю та симуляция которая была показана мной на 100% адекватна.
Надеюсь что вы не будете больше никогда писать комментарии на ютубе по той теме в которой не разбираетесь.