Статическая и динамическая нагрузка: «Чем динамическая нагрузка отличается от статической?» – Яндекс.Кью

Содержание

НАГРУЗКА ВАГОНА — это… Что такое НАГРУЗКА ВАГОНА?

НАГРУЗКА ВАГОНА
НАГРУЗКА ВАГОНА

различается статическая и динамическая. Статическая Н. в. — показатель числа тонн груза, погруженных в вагон; определяется путем деления числа погруженных тонн груза на число загруженных вагонов. Н. в. статическая отражает уровень использования подъемной силы вагона в состоянии покоя (статики) и зависит от степени загрузки, рода груза и типа вагона; в плановой практике применяется для определения количества необходимых для погрузки вагонов. Динамическая Н. в. — показатель средней его нагрузки на всем пути следования (пробега). Исчисляется обычно на одну ось отдельно для груженых и отдельно для всех вагонов (т. е. груженых и порожних). Средняя динамическая нагрузка на ось груженого вагона получается путем деления тонно-километров на пробег груженых вагонов (в осе-километрах). Средняя динамическая нагрузка на ось от всех обращающихся вагонов (груженых и порожних) получается путем деления тех же тонно-километров на пробег всех вагонов (в осе-километрах).

Технический железнодорожный словарь. — М.: Государственное транспортное железнодорожное издательство. Н. Н. Васильев, О. Н. Исаакян, Н. О. Рогинский, Я. Б. Смолянский, В. А. Сокович, Т. С. Хачатуров. 1941.

.

  • НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ
  • НАГРУЗКА ВЕРТИКАЛЬНАЯ НА МОСТЫ

Смотреть что такое «НАГРУЗКА ВАГОНА» в других словарях:

  • НАГРУЗКА ВАГОНА — (STATIC AND/OR DYNAMIC LOADING OF FREIGHT CAR) показатель степени использования грузоподъемности (см. Грузоподъемность подвижного состава (средства транспорта) и вместимости вагона в зависимости от перевозимых грузов и дальности их… …   Глоссарий терминов по грузоперевозкам, логистике, таможенному оформлению

  • НАГРУЗКА НА ОСЬ — статическая нагрузка, представляющая собой часть общего веса груженого вагона или локомотива в рабочем состоянии, приходящуюся на одну ось (колесную пару). Н. н. о. не бывает одинаковой для каждой из колесных пар одного и того же вагона или… …   Технический железнодорожный словарь

  • НАГРУЗКА — НАГРУЗКА, и, жен. 1. см. грузить и нагрузить. 2. То, что нагружено, погружено куда н. Большая н. вагона. 3. То, что приходится на что н., падает (в 8 знач.) на что н. в процессе каких н. действий, работы. Н. транспортной развязки. Н.… …   Толковый словарь Ожегова

  • нагрузка — и; мн. род. зок, дат. зкам; ж. 1. к Нагрузить нагружать (1 зн.). Идёт н. муки на пароход. 2. То, что нагружено; груз. На каждую лошадь приходилась большая н. Снять с саней лишнюю нагрузку. 3. Количество работы, степень занятости какой л. работой …   Энциклопедический словарь

  • нагрузка — и; мн. род. зок, дат. зкам; ж. 1) к нагрузить 1) нагружать Идёт нагру/зка муки на пароход. 2) То, что нагружено; груз. На каждую лошадь приходилась большая нагру/зка. Снять с саней лишнюю нагрузку. 3) а) Количес …   Словарь многих выражений

  • расчетная статическая нагрузка — 3.1 расчетная статическая нагрузка: Для пружин рессорного подвешивания нагрузка, создаваемая массой надрессорного строения полностью экипированного локомотива или полностью загруженного вагона полезной нагрузкой, которая воздействует на пружину в …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • максимальная полезная нагрузка — 3.9 максимальная полезная нагрузка: Нагрузка, создаваемая массой пассажиров (расчетная масса одного пассажира 70 кг) при максимальной вместимости вагона. Источник: ГОСТ Р 52220 2004: Электроподвижной состав монорельсовой транспортной системы.… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Вагон метро 81-740/741 «Русич» — У этого термина существуют и другие значения, см. Вагон метро. 81 740/741 Завод ОАО «Метровагонмаш» …   Википедия

  • 81-740/741 — В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту с …   Википедия

  • Вагон метро «Русич» — 81 740/741 Завод АО Метровагонмаш Начало выпуска 2002 эксплуатации 2003 …   Википедия

Утомление при статической и динамической нагрузке

1. Практическая работа по биологии по теме:”Утомление при статической и динамической нагрузке ученицы 9 –А класса Запорожской

ООШ/12
Мельник Дарины

2. План

1.Статическая работа мыщц.
2.Динамическая работа мыщц.
3.Утомление при статической и динамической
нагрузке.

3. Статическая работа

Статическая работа мышц — процесс
сокращения мышц, необходимый для
поддержания тела или его частей в
пространстве. Она характеризуется тем,
что напряжение мышц развивается без
изменения длины последних и без
активного перемещения движущихся
конечностей и всего тела.
Статическая работа мышц это такой процесс, при котором
мышечные клетки возбуждаются, все мышечные волокна
напрягаются, но в то же время не происходит сокращения их,
а значит, мышца в течение определенного промежутка
времени остается в напряженном упругом состоянии.

4. Динамическая работа

Динамическая работа — процесс
сокращения мышц, приводящий к
перемещению груза, а также самого тела
человека или его частей в пространстве.
При этом энергия организма
расходуется как на поддержание
определенного напряжения в мышцах,
так и на механический эффект работы.
Динамическая работа представляет собой наиболее
распространенный вид двигательной активности человека в
процессе труда. При этом различные части двигательного
аппарата могут принимать весьма различное участие в
выполнении работы и сама динамическая работа всегда в
какой-то степени сочетается со статической.

5. Утомление при статической и динамической нагрузке.

Длительная мышечная работа приводит к
мышечному утомлению. Утомление —
временное снижение работоспособности
(клетки, органа или всего организма),
наступающее в результате работы и
исчезающее после отдыха.
Статическая нагрузка быстрее приводит к утомлению, чем
динамическая. Динамическая нагрузка характеризуется быстрым
изменением во времени ее значения и приводит к чередованию
сокращения и расслабления мышц. При статической работе, например
при удерживании груза, мышцы находятся в напряженном состоянии
длительное время. При этом импульсы поступают к мышечным
волокнам с большой частотой, поэтому каждый очередной нервный
импульс приходит к мышце раньше, чем она успеет расслабиться после
предыдущего импульса.

динамическая нагрузка и статическая нагрузка

Основная функция моста — нести транспортные нагрузки: тяжелые грузовики, легковые автомобили и поезда. Инженеры должны оценить загрузку трафика. На коротких пролетах возможно достижение максимально возможной нагрузки, то есть на пролетах менее 30 метров (100 футов) четыре тяжелых грузовика могут пересекать дорогу одновременно, по два в каждом направлении. На более длинных пролетах в тысячу метров и более максимально возможная нагрузка настолько мала (представьте мост Золотые Ворота, где только тяжелые грузовики пересекают бампер-бампер в каждом направлении одновременно), что затраты на его проектирование неразумно. Поэтому инженеры используют вероятные нагрузки в качестве основы для проектирования.

Для того, чтобы выдерживать движение, конструкция должна иметь некоторый вес, и на коротких пролетах этот вес собственного веса обычно меньше, чем временные нагрузки. Однако на более длинных пролетах статическая нагрузка больше, чем временные нагрузки, и по мере увеличения пролета становится все более важным проектировать формы, которые минимизируют статическую нагрузку. Как правило, для более коротких пролетов используются балки, пустотелые коробки, фермы, арки и их непрерывные версии, а для более длинных пролетов используются консольные , вантовые и подвесные формы. По мере увеличения пролета вопросы формы, материалов и формы становятся все более важными. Разработаны новые формы, обеспечивающие более длинные пролеты с большей прочностью из меньшего количества материала.

Силы природы

Собственный и живой вес — это, по сути, вертикальные нагрузки, тогда как силы от природы могут быть вертикальными или горизонтальными. Ветер вызывает две важные нагрузки: одну статическую, а другую — динамическую .Статическая ветровая нагрузка — это горизонтальное давление, которое пытается сдвинуть мост в сторону. Динамическая ветровая нагрузка вызывает вертикальное движение, создавая колебания в любом направлении. Подобно разрыву чрезмерно используемой струны скрипки, колебания — это колебания, которые могут привести к выходу моста из строя. Если дека тонкая, имеет неправильную форму и не имеет опоры, она может испытывать опасные вертикальные или крутильные (скручивающие) движения.

температурный шов

Деформационный шов в мосту из стальных балок.

С разрешения Мэтта Уэйда (CC-BY-SA-3.0)

Расширение и сжатие материалов моста под воздействием тепла и холода было сведено к минимуму за счет использования компенсаторов в настиле, а также подшипников на опорах и на вершинах опор. Подшипники позволяют мосту реагировать на изменяющиеся температуры, не вызывая вредных нагрузок на материал. В арках инженеры иногда проектируют петли, чтобы уменьшить напряжения, вызванные изменением температуры.

Современные мосты также должны противостоять стихийным бедствиям, таким как тропические циклоны иземлетрясения . В общем, землетрясения лучше всего выдерживают конструкции, которые несут как можно более легкий собственный вес, потому что горизонтальные силы, возникающие в результате ускорения грунта, пропорциональны весу конструкции. (Это явление объясняется фундаментальным законом Ньютона, согласно которому сила равна массе, умноженной на ускорение.) Для циклонов, как правило, лучше всего, чтобы мост был аэродинамически спроектирован так, чтобы мало твердого материала было обращено к ветру, чтобы они могли проходить через мост или вокруг него без создания опасных колебаний.

Движения и нагрузки.

Трудовая деятельность человека реализуется через включение в работу его скелетных мыщц, обеспечивающих движения человека. Работа мышц требует значительного расхода энергии. Добавочный расход энергии человеком при работе его мышц во многом определяется характером его трудовой деятельности. Так, добавочный расход энергии во время письма сидя составляет только (3,7 . . . 4,2)10-2 Вт, а при плавании — (9 . . . 26,6)10-2 Вт. Максимально возможная продолжительность физической работы зависит от ее интенсивности, которая определяет уровень энергетических затрат (Табл. 3.1). Усиление функции сердечно-сосудистой системы и дыхания, сопровождающее работу мышц разной активности, представлено в табл. 3.2.

Непрерывные и плавные (по дуговой линии) движения частей тела человека признаны в эргономике более экономичными, чем прямолинейные с резкими изменениями направлений. Из практики известно, что работа, требующая прямолинейных движений с резкими изменениями направлений, отнимает на 20%больше времени, чем работа, связанная с выполнением лишь плавных движений. В первом случае раньше появляется усталость мышц или требуется большее психическое напряжение. Из сказанного вытекает, что при организации рабочего места следует проанализировать движения рук при захватывании предметов, их перемещении, установке, обработке и т. п. При этом надлежит стремиться к тому, чтобы движения были непрерывными и плавными.

Последовательность движений должна способствовать ритмичности и автоматизму движений. Ритмичность обеспечивает меньшее расходование энергии мышцами, уменьшение усталости и позволяет добиться автоматизма движений, благодаря чему достигается высокая производительность труда.

Обслуживание технических систем контроля и управления, работа на конвейере и другие аналогичные виды работ связаны с длительным пребыванием в неизменном рабочем положении и со значительными статическими нагрузками. Статическая нагрузка возникает даже при выполнении тех видов работ, которые протекают совместно с динамическими физическими работами (удерживание тела в положении равновесия). Во многих случаях статическая нагрузка возникает при выполнении умственных работ.

При статической нагрузке в некоторых случаях появляются парадоксальные изменения в системах кровообращения и дыхания, выражающиеся прежде всего в том, что гемодинамические и респирационные параметры увеличиваются не столько в период работы, сколько после ее окончания, в период реституции (табл. 3.3).

Статическая нагрузка приводит к усиленному выделению желудочного сока и к повышенной перистальтике кишечника. Под влиянием статической нагрузки происходят существенные изменения электрической актив ности мышц, а также формы электроэнцефалограмм. Ни коэффициент потребления кислорода, ни энергетические затраты не пропорциональны статической нагрузке. Оказывается, что статическая нагрузка вызывает неожиданно сильную усталость, которая наступает гораздо раньше, чем при динамической нагрузке. Обнаружено также понижение сопособности выполнения целенаправленных движений и увеличение амплитуды непроизвольных движений в случае выполнения статической работы, требующей использования больших групп мышц (удержание тела в неудобном рабочем положении); оба эти явления оказывают отрицательное влияние на деятельность систем и органов, поддерживающих равновесие тела.

В свете этих факторов следует стремиться к созданию условий, в которых роль статических составляющих была бы сведена к минимуму, что тесно связано с проблемой организации рабочих мест и рационализации системы труда. Важное значение имеет также научно обоснованная тренировка, способствующая увеличению работоспособности мышц и обеспечивающая возможность выполнения статической работы, поскольку у тренированных людей негативные аспекты действия статической нагрузки проявляются в более слабой форме либо вообще не обнаруживаются.

При организации ритма статической работы особое внимание уделяют проблеме так называемых микроперерывов, во время которых можно компенсировать усталость, возникающую в результате напряжения мышц. Многочисленные исследования показали, что производительность труда существенно увеличивается, когда работа при статической нагрузке, которая в сумме своей не меньше максимально допустимой, разделена короткими перерывами.

Одним из разнообразно исследованных видов операторской работы со статической нагрузкой является деятельность сидящего оператора по натяжению ножных педалей. Установлено, что сила нажатия ноги существенно зависит от положения тела (рис. 3.1 и 3.2).

Представленные на рис. 3.2 данные получены при нажатии на педаль, расположенную вблизи плоскости симметрии тела.

По мере удаления педали в сторону от плоскости симметрии сила натяжения существенно ослабляется.

Важность конструирования удобных сидений связана во многом с тем, что выполнение работы сидя соответствует более удобной рабочей позе, чем стоя. В положении стоя иногда возникают даже патологические явления, что было проверено при длительных исследованиях. Например, работа стоя приводит к увеличению затрат энергии, опуханию нижних конечностей, ухудшению кровоснабжения мозга, деформации коленных суставов, а также к искривлению позвоночника, что в конечном итоге вызывает расстройство деятельности систем кровообращения и дыхания. Исходя из этого, следует стремиться всюду, где только возможно, к такой организации рабочих мест, при которой работник мог бы выполнять работу сидя, учитывая, однако, что плохо сконструированное сиденье может служить причиной чрезмерной утомляемости, а иногда необратимых патологических явлений.

При конструировании элементов рабочего места и орудий труда необходимо учитывать, что далеко не всегда традиционные, давно ставшие привычными конфигурации и функциональные особенности инструментов и их систем являются близкими к совершенству. История развития орудий труда показывает, что самопроизвольного улучшения качества этих орудий труда,- как правило, не происходит. Простейшими примерами являются лопата и тачка, форма и другие характеристики которых отнюдь не соответствуют критериям рациональности и наибольшей целесообразности. В Европе изготовляются тысячи различных видов лопат, плохо приспособленных для выполнения тех работ, для которых они предназначены (например, для погрузки угля, песка, гравия, камней, зерна и т. п.). Причиной этого является привычка к той или иной форме лопаты в данном географическом районе. Учитывая общеизвестное отрицательное отношение человека к изменениям методов труда, к которым он привык с самого детства, сохранение какого-то инструмента и передача его от поколения к поколению определяется скорее консервативностью мышления, а не соответствием этого инструмента своему назначению. Те же самые факторы, которые приводили и приводят к сохранению нерациональных орудий труда, служат и главным камнем преткновения при эргономической рационализации современных машин, зданий, цехов, транспортных средств, жилищ, бытовой, промышленной и школьной мебели. Отсутствие знаний основ анатомии, физиологии и психологии труда, а также консерватизм и инертность мышления, возникающие при отсутствии побуждений к нововведениям, являются главными препятствиями на пути к очеловечиванию, гуманизации системы человек — машина.

В ходе биологической эволюции организм человека приспособился существовать в условиях относительно интенсивной мышечной деятельности; периодическая интенсивная физическая нагрузка является оздоровляющим фактором. Однако условия современной трудовой деятельности зачастую вынуждают человека работать с резким длительным ограничением физической активности. Таким, например, является труд космонавта, работающего в условиях невесомости и длительно находящегося в кабине малых размеров, а также труд человека в кабине самолета, в отсеках подводной лодки, в условиях полярных зимовок и т. д.

Гипокинезия негативно сказывается на текущем функциональном состоянии организма человека и повышает риск заболеваний сердечно-сосудистой и других систем организма.

Конструкторам машин, в которых человека-оператора может ожидать гипокинезия, целесообразно еще на стадии проектирования предусматривать средства борьбы с гипокинезией, например включение в комплектацию рабочего места оператора «вибробашмаков», имитирующих для организма неподвижного оператора ходьбу или бег за счет соответствующей волнообразной вибронагрузки на рецепторные зоны его стоп; это средство, разработанное в Институте машиноведения АН СССР, доказало свою эффективность в целом ряде реальных систем человек — машина.





Виды и классификация нагрузок. Статические и динамические нагрузки.

Воздействия, испытываемые стойкой от согнувшей ее руки (см. рис. 42), доской от груза (см. рис. 44), цилиндрическим стерж­нем болта при навинчивании гайки гаечным ключом (см. рис. 45) и т. д., представляют собой внешние силы или нагрузки. Силы, возникающие в местах закрепления стойки и опирания доски, называются реакциями.

Рис. 42

Рис. 44

Рис. 45

По способу приложения нагрузки делятся на сосредоточенные и распре­деленные (рис. 49).

Виды и классификация нагрузок:

Сосредоточенные нагрузки передают свое действие через,очень малые площади. Примерами таких нагрузок могут служить давление колес железнодорожного вагона на рельсы, давление тележки тали на монорельс и т. д.

Распределенные нагрузки действуют на сравнительно большой площади. Например, вес станка передается через станину на всю площадь соприкосновения с фундаментом.

По продолжительности действия принято различать постоянные и переменные нагрузки. Примером постоянной нагрузки может слу­жить давление подшипника скольжения — опоры валов и осей — и его соб­ственный вес на кронштейн.

Переменной нагрузке подвержены в основном детали механизмов пери­одического действия. Одним из таких механизмов служит зубчатая переда­ча, у которой зубья в зоне контакта смежных пар зубчатых колес испыты­вают переменную нагрузку.

По характеру действия нагрузки могут быть статическими и динамическими. Статические нагрузки почти не изменяются в тече­ние всего времени работы конструкции (например, давление ферм на опо­ры).

Динамические нагрузки действуют непродолжительное время. Их воз­никновение связано в большинстве случаев с наличием значительных уско­рений и сил инерции.

Динамические нагрузки испытывают детали машин ударного действия, таких, как прессы, молоты и т. д. Детали кривошипно-шатунных механиз­мов также испытывают во время работы значительные динамические на­грузки от изменения величины и направления скоростей, то есть наличия ускорений.

Нагрузки на элементы мостового крана

Категория:

   Машинисту мостового крана

Публикация:

   Нагрузки на элементы мостового крана

Читать далее:



Нагрузки на элементы мостового крана

Все элементы мостового крана (металлоконструкция, канаты, тележка, а также подкрановые пути) находятся в нагруженном состоянии под действием собственного веса, веса механизмов и поднимаемого груза. При подъеме и опускании, а также при перемещение груза возникают дополнительные нагрузки от действующих сил инерции. Все нагрузки на элементы мостового крана можно разделить на статические и динамические. Статическая нагрузка создается весом поднятого груза и весом самого крана в состояния покоя. Динамическая нагрузка возникает в процессе разгона и торможения крановых механизмов.

Действующие нагрузки вызывают в элементах крана различные напряжения (растяжение, сжатие, изгиб, кручение и их комбинации). Напряжения зависят от действующей нагрузки и могут быть постоянными (при действии статической нагрузки) или переменными (при действии динамической нагрузки). Напряжения вызывают деформации элементов крана, изменяя их первоначальное состояние. Деформации могут быть упругими или пластическими. Упругие деформации исчезают при снятии нагрузки, т. е. крановая деталь после снятия нагрузки принимает свое первоначальное состояние. Пластические деформации приводят к необратимым изменениям элементов крана и служат причинами нарушения работоспособности крановых механизмов. Так, в процессе работы механизма подъема груза стальные проволочные канаты нагружены растягивающими нагрузками, а при наматывании на грузовой барабан еше и изгибающей нагрузкой. При подъеме груза происходит упругая деформация проволок каната, и канат вытягивается, изменяя свою первоначальную длину. При длительном положении больших нагрузок упругие деформации растяжения каната переходят в пластические, и изменение длины каната становится необратимым, т. е. после снятия нагрузки длина каната не становится равной первоначальной, а увеличивается. Такое увеличение длины каната приводит к тому, чю, например, нарушается регулировка шпиндельного концевого выключателя ограничителя высоты подъема груза, что может быть причиной аварии крана. Поэтому все элементы крана должны испытывать при работе только упругие деформации, а наличие пластических деформаций, приводящих к необратимым изменениям крановых деталей, недопустимо.

Однако в процессе работы крана не исключены случаи перегрузки крановых деталей, хотя бы и очень кратковременной (на доли секунды). Кроме того, при действии многократных повторяющихся динамических нагрузок в материале крановых деталей, в сварных швах металлоконструкций и в других местах возникают усталостные трещины. Наличие необратимых деформаций, например, главных балок кранового моста и местных усталостных трешин прибит к нарушению работоспособности крана. Усталостные 1рещи- ны резко снижают прочность детали и способствуют ее поломке, Эти дефекты крана должны выявляться при его ежедневном техническом обслуживании и немедленно устраняться.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Рекламные предложения:


Читать далее: Трение и изнашивание крановых деталей

Категория: — Машинисту мостового крана

Главная → Справочник → Статьи → Форум


Виды нагрузок или в чем сила, сопромат?

Нагрузками — внешними силами — занимается теоретическая механика, а напряжения — внутренние силы — удел теории сопротивления материалов и различных теорий упругости. Впрочем, как я уже говорил, деление сил на внешние и внутренние достаточно условно. Как в исследуемом материале возникают напряжения, как они распределены по длине, ширине и высоте элемента, куда направлены и чему равны — отдельная большая тема, нас же в данном случае интересует, откуда берутся внешние нагрузки, эти самые внутренние напряжения вызывающие.

Нагрузками, наиболее часто рассматриваемыми при расчете строительных конструкций, являются массы тел (причем далеко не всегда только физическая масса, а иногда еще и инерционная, но об этом чуть позже) и разница давлений. Но это далеко не все, что можно сказать о нагрузках.

В теоретической механике и сопромате принято различать нагрузки, действующие на рассчитываемые конструкции или элементы конструкций, по различным признакам. Одним из таких признаков является время действия нагрузки. По времени действия нагрузки делятся на постоянные и временные:

Постоянные нагрузки

Нагрузки, действующие на конструкцию в течение всего времени эксплуатации конструкции, будь то одна секунда или одно тысячелетие.

Как правило к постоянным нагрузкам относится только нагрузка от собственного веса конструкции. Например, для ленточного фундамента постоянной нагрузкой будет собственный вес всех элементов здания, а для фермы перекрытия — собственный вес верхнего и нижнего пояса, стоек, раскосов и соединительных элементов. При этом для каменных или железобетонных элементов нагрузка от собственного веса может составлять больше половины от расчетной нагрузки, а при расчете фундамента и все 90%, а для металлических и деревянных конструкций покрытий и перекрытий нагрузка от собственного веса как правило не превышает 3-10%.

Временные нагрузки

Это все остальные нагрузки, действующие на конструкцию.

В свою очередь временные нагрузки принято разделять на длительные и кратковременные:

Длительные нагрузки

Нагрузки — время действия которых значительно больше времени, в течение которого в конструкции происходят деформации под действием этих нагрузок.

Дело в том, что любое тело, в том числе и человеческое, под действием нагрузок деформируется, т.е. изменяются геометрические параметры тела, такие как длина, ширина, высота, прямолинейность осей и др., а это может непосредственно влиять на работу рассматриваемого элемента. Например, когда при расчете на прочность (расчет по 1 группе предельных состояний) мы составляем уравнения равновесия для балки, рассматриваемой, как прямолинейный стержень, то влияние деформаций мы при этом не учитываем. Учет деформаций ведется при расчете по 2 группе предельных состояний. Так вот, деформация любого тела — процесс не мгновенный. Проще говоря, на то чтобы материал деформировался — нужно время и чем больше инерционная масса рассматриваемого элемента, тем больше времени на деформацию нужно. Например, для легкого материала, например корабельного паруса из мешковины, порыв ветра может рассматриваться как длительная нагрузка, а вот для каменной стены толщиной в 1 метр тот же порыв ветра может рассматриваться как кратковременная нагрузка.  Поэтому деление на длительные и кратковременные нагрузки является достаточно условным и зависит от инерционной массы рассматриваемого материала. А кроме того при этом следует учитывать и другие факторы, влияющие на время развития деформаций. Например, время деформации проседающих или пучинистых грунтов может измеряться неделями и даже месяцами, потому нагрузка от снега, лежащего несколько дней на кровле здания, при расчете фундамента может рассматриваться как кратковременная. А вот при расчете кровельного покрытия эта же нагрузку следует рассматривать как длительную.

Кратковременные нагрузки

Нагрузки — время действия которых сопоставимо со временем, в течение которого конструкция деформируется под действием этих нагрузок.

Но в данном случае для описания кратковременной нагрузки только времени действия недостаточно, потому как, если вы аккуратно поставите на 1 секунду мешок с цементом на пол — это одна нагрузка, а если вы тот же мешок с цементом уроните на пол с высоты 1 метр, при этом время контакта мешка с полом будет составлять все ту же 1 секунду, но это будет уже совсем другая нагрузка.

Для более точного определения нагрузки дополнительно разделяются на статические и динамические.

Статические нагрузки

Условно говоря, это силы, приложенные с минимальным ускорением или с ускорением, стремящимся к нулю.

Таким образом действие инерционной силы при столь малых ускорениях стремится к нулю и расчет ведется только на действие силы от физической массы. Или так: При воздействии статических нагрузок происходит относительно медленное нарастание деформаций, и потому инерционными массами отдельных элементов конструкции, перемещающихся в процессе деформации, можно пренебречь, так как ускорения таких перемещений являются незначительными. В результате этого равновесие между внешними и внутренними силами в любой момент действия статической нагрузки остается как бы неизменным.

К статическим относятся постоянные и длительные нагрузки, иногда кратковременные нагрузки.

Динамические нагрузки

Это нагрузки, изменяющиеся не только во времени, но и в пространстве.

Для динамических нагрузок характерна относительно большая скорость приложения, что требует при расчетах учитывать инерционную массу как объекта, создающего нагрузку, так и элемента, подвергающегося воздействию нагрузки. Другими словами, следует учитывать характер движения объекта создающего нагрузку, а также то, что инерционные массы элементов конструкции, подвергающиеся воздействию динамической нагрузки, перемещаются с ускорением и влияют на напряженно-деформированное состояние элементов. Чтобы учесть это влияние, в уравнения статического равновесия к внешним и внутренним силам добавляются силы инерции на основании принципа Даламбера. Добавление инерционных сил позволяет рассматривать любую движущуюся систему как находящуюся в состоянии статического равновесия в любой момент времени. Таким образом динамические нагрузки вызывают в материале исследуемого элемента конструкции динамические напряжения и поведение материала при этом оказывается отличным от поведения при статических напряжениях.

В свою очередь динамические нагрузки в зависимости от характера движения бывают также нескольких видов. Для строительных конструкций наиболее важными являются подвижные и ударные нагрузки:

Подвижные нагрузки

Это нагрузки возникающие в результате перемещения некоего объекта по поверхности исследуемой конструкции (вдоль рассматриваемой оси элемента).

Например, автомобиль, проезжающий по мосту, создает подвижную нагрузку на элементы моста. При этом подвижная нагрузка будет зависеть не только от массы автомобиля, но и от его скорости и траектории движения. Например, при движении по окружности центробежная сила будет тем больше, чем больше скорость движения, потому улететь в кювет на плохой дороге на большой скорости — пара пустяков.

Ударные нагрузки

Это нагрузки, возникающие в момент соприкосновения перемещающегося объекта с поверхностью исследуемой конструкции (вдоль или поперек рассматриваемой оси элемента). 

Однако и это еще не все варианты классификации нагрузок. По площади приложения нагрузки делятся на сосредоточенные и распределенные.

Сосредоточенные нагрузки

Это силы, площадь приложения которых пренебрежимо мала по сравнению с площадью рассчитываемой конструкции.

Можно сказать, что сосредоточенная нагрузка — это и есть сила, действующая на конструкцию. При этом площадь действия силы не учитывается, а потому измеряется сосредоточенная нагрузка в килограммах или Ньютонах.

Распределенные нагрузки

Это все остальные нагрузки, т.е. силы, распределяющиеся по длине и ширине элемента.

Разнообразие распределенных нагрузок поистине не поддается описанию. Распределенные нагрузки могут равномерно и неравномерно распределенными, равномерно и неравномерно изменяющимися по длине или ширине, при этом характер изменения нагрузки может описываться уравнением параболы, синусоиды, окружности, овала и любым другим уравнением.

А самое примечательное во всем этом то, что один и тот же человек в зависимости от ситуации может рассматриваться и как сосредоточенная нагрузка и как распределенная, и как статическая и как динамическая и только постоянной нагрузкой человек быть не может.

В целом все это выглядит не совсем понятно, однако ничего страшного в этом нет, как говорится, лучше один раз рассчитать конструкцию, чем 100 раз прочитать, как это делается. Примеров расчета на сайте хватает. А кроме того, понимание основ сопромата позволяет в большинстве случаев определять нагрузки так, чтобы максимально упростить расчет.

Тип сил / нагрузок — Разделы 3 и 4 Конструкция и технология 1: 1

(A) Обычно существует 5 различных типов сил:

a) Напряжение

b) Сжатие

c) Сдвиг

d) Изгиб

e) Торсион

Посмотрите видео ниже, чтобы увидеть некоторые иллюстрации.

YouTube Видео


Приведите пример изгибающей силы, силы сжатия, силы натяжения, силы сдвига и силы скручивания, которые вы видите в нашей школьной мастерской.

В чем разница между силой и нагрузкой?

Когда на конструкцию действует сила, эта сила становится нагрузкой на конструкцию.

Типичная нагрузка, действующая на конструкцию, — это ее собственный вес или сила тяжести. Вес вашего собственного тела — это нагрузка на ваш скелет.

(B) Существует два основных типа общей нагрузки на конструкцию:

a) Статическая нагрузка;

б) Динамическая нагрузка.

Статические нагрузки или силы — это нагрузки, которые не меняются по размеру, положению или направлению.С другой стороны, динамические нагрузки или силы — это нагрузки, которые меняются по размеру, положению или направлению.

Хорошим примером статической нагрузки является вес здания, действующего на землю. Другой пример — автомобиль, припаркованный на стоянке.

Хорошим примером динамической нагрузки является вес движущегося по дороге автомобиля.

Щелкните следующую ссылку, чтобы увидеть больше иллюстраций.

(C) Динамическая и статическая нагрузка

Помимо классификации различных нагрузок на статические и динамические, также важно знать, являются ли нагрузки постоянными или статическими.Мы классифицируем нагрузку как мертвую или находящуюся под напряжением в зависимости от конструкции, которую мы проектируем. Следовательно, в этом смысле он не является общим.

По определению, постоянные нагрузки обычно являются постоянными, а временные нагрузки — непостоянными.

Примеры статической нагрузки включают собственный вес пола, столбов или конструкции крыши.

Примеры живой нагрузки включают жителей здания, обслуживающего персонала на крыше или ветровую нагрузку.

Поскольку временные нагрузки более изменчивы и неопределенны, FS для временных нагрузок выше, чем для постоянных нагрузок.

Давайте посмотрим видео ниже, чтобы проиллюстрировать разницу между статической и динамической нагрузкой:

YouTube Video

Приведите пример статической временной нагрузки и динамической статической нагрузки.

(D) Коэффициент безопасности (FS)

При проектировании конструкции коэффициент безопасности добавляется к нагрузке, которая была оценена для элемента конструкции.Это обеспечит безопасность конструкции при неожиданной нагрузке, неправильном использовании или плохом контроле на стройплощадке во время строительства.

Википедия дает следующее определение:

«Фактор безопасности — это термин, описывающий структурную способность системы сверх ожидаемых или фактических нагрузок. предполагаемая нагрузка.

Коэффициент безопасности = Расчетная нагрузка__

Приложенная нагрузка

или FS = _ Предельная нагрузка__

Рабочая нагрузка


При проектировании здания FS может принимать значение из между 1.От 4 до 1,6, в зависимости от нагрузок. Чем более неопределенными являются нагрузки, тем выше FS.

В чем разница между статической и динамической нагрузкой?

Статическая нагрузка в сравнении с динамической нагрузкой Основное различие между статической и динамической нагрузкой заключается в силах, создаваемых весом объекта. В статическом состоянии нагрузка остается постоянной и не меняется с течением времени. При динамической нагрузке какой-то внешний фактор вызывает изменение силы веса груза.Некоторые из факторов, которые могут повлиять на нагрузку и сделать ее динамической, включают:

  • Движение : Если держатель груза находится в движении, велика вероятность того, что сила, создаваемая распределением веса, может измениться. Это означает, что такие изменения силы необходимо учитывать при перемещении груза с одного места на другое.
  • Повышенное натяжение : Напряжение возникает, когда две нагрузки сталкиваются друг с другом. Это увеличение может привести к смещению сил веса с одного груза на другой.В результате большая нагрузка оказывает большее влияние на меньшую нагрузку, возможно, даже приводя к ее разбалансировке.
  • Внешняя сила : Движение воздуха, воды и земли может вызвать смещение груза. Это смещение обычно также вызывает изменения в силе веса. Это означает, что все, что удерживает вес, необходимо отрегулировать, чтобы компенсировать изменяющуюся силу.
  • Примеры статической и динамической нагрузки Хороший пример статической нагрузки — грузовик с грузом внутри неподвижно сидящий на одном месте.Сила веса груза имеет мало шансов измениться, пока грузовик остается неподвижным. Как только грузовик начинает движение, груз становится динамическим, поскольку сила движения может вызвать смещение груза, изменяя влияние силы веса груза. Если грузовик едет слишком быстро, это может даже вызвать сильное смещение силы груза, что приведет к его падению или, по крайней мере, затруднит движение грузовика по дороге. Кроме того, при остановке сила веса груза может смещаться вперед, что затрудняет столь быструю остановку транспортного средства.

    Мост представляет собой еще один пример действующих статических и динамических сил. Вес моста представляет собой статическую нагрузку, поскольку он не меняется со временем, пока ничего не движется по нему или внешние силы, такие как ветер, не движутся против него. Грузовик, движущийся по мосту, создает динамическую нагрузку на мост, увеличивая вес моста при его пересечении. Ветер, дующий на мост, также может изменить силу веса моста, поскольку он перемещает его из стороны в сторону, создавая динамическую нагрузку на мост.Вот почему важно, чтобы инженеры использовали все силы, которые могут быть приложены к конкретному мосту, чтобы спроектировать стабильную и безопасную конструкцию. Еще одна важная сила, о которой следует помнить, — это скручивание, когда любое скручивание моста на ветру вызывает дополнительное напряжение в конструкции, что, в свою очередь, может повлиять на то, какую нагрузку мост может выдержать.

    В чем разница между статической и динамической моделью? — Mvorganizing.org

    В чем разница между статической и динамической моделью?

    В следующей таблице описаны различия между статическими и динамическими моделями….Статические и динамические модели.

    Характеристики Статические модели Динамические модели
    Разделение данных Предполагается, что данные равномерно распределены по всем разделам. Динамически определяется. Оценки основаны на линейной регрессии.

    Что такое простая динамическая нагрузка?

    Динамическая нагрузка — это нагрузка, которую видит привод при включении и выдвижении или втягивании.Под динамической нагрузочной способностью привода понимается то, насколько привод может толкать или тянуть.

    Как вы употребляете слово «динамический»?

    Город является динамично развивающимся мегаполисом и крупным финансовым центром. Учебный объект может быть статическим или динамическим. Самое замечательное в Интернете — это его динамичный характер. Это не баллистические ходы, они динамичны по своей природе.

    Что вы подразумеваете под динамической загрузкой?

    Динамическая загрузка — это механизм, с помощью которого компьютерная программа может во время выполнения загружать библиотеку (или другой двоичный файл) в память, извлекать адреса функций и переменных, содержащихся в библиотеке, выполнять эти функции или обращаться к этим переменным и выгружать библиотека по памяти.

    В чем преимущество динамической загрузки?

    Преимущество динамической загрузки в том, что неиспользуемая процедура никогда не загружается. Динамическая загрузка не требует специальной поддержки со стороны ОС. Однако операционные системы могут помочь программисту, предоставляя библиотечные подпрограммы для реализации динамической загрузки.

    Как использовать динамическую загрузку?

    Динамическая нагрузка включает гармоническое и негармоническое возбуждение. Гармоническое возбуждение обычно можно создать в образце, прикрепив пьезоэлектрический кристалл в сочетании с усилителем или используя шейкер.

    Как измеряется динамическая нагрузка?

    Одним из средств измерения динамических нагрузок являются многокомпонентные тензометрические весы, которые представляют собой сложное электромеханическое устройство. Во время испытаний, помимо аэродинамических сил, на баланс действуют силы инерции, связанные с колебаниями системы «модель-баланс-опора».

    Как определить динамику?

    Умножьте массу вашего объекта (из шага 1) на ускорение вашего объекта (из шага 3).Полученное вами число — это динамическая сила вашего объекта.

    Что такое динамическая грузоподъемность?

    Допустимая динамическая нагрузка, C, основана на эмпирических испытаниях, в которых нагрузка, постоянная по величине и перпендикулярная несущим поверхностям, позволяет подшипнику достичь определенного расстояния перемещения (линейная направляющая) или числа оборотов (шарико-винтовая передача). без усталости.

    Как рассчитать динамическую нагрузку насоса?

    Динамическая нагрузка обычно составляет от половины до двух значений номинального крутящего момента.Максимальный крутящий момент или крутящий момент, который в большинстве случаев в три раза превышает номинальный крутящий момент, следует принимать за максимальный крутящий момент, см. Таблицу 1. [d] Приводной цилиндр: динамическую нагрузку можно рассчитать по рабочему давлению через область поршня.

    Что такое номинальная динамическая грузоподъемность?

    Базовая динамическая грузоподъемность — это теоретическое, статистически обоснованное значение нагрузки, которую подшипник может выдержать за 1 000 000 оборотов с 90% надежностью. Для радиального подшипника этот рейтинг был основан на величине чисто радиальной нагрузки, которую вращающееся внутреннее кольцо могло выдержать в течение 500 часов при 33-1 / 3 об / мин.

    Что такое динамическая нагрузка насоса?

    Представлены измеренные данные о поперечных динамических силах и результирующих вибрациях на насосах, определены отдельные причины и показаны способы уменьшения удельных нагрузочных сил. Таким образом, устанавливаются приблизительные уровни сил, которые следует принимать за физические свойства центробежного насоса.

    Каковы две основные категории статических нагрузочных испытаний?

    Типы испытаний на статическую нагрузку включают осевое сжатие (ASTM D1143), осевое растяжение (ASTM D3689) и боковое (ASTM D3966).Статические испытания обычно проводятся при максимальной приложенной нагрузке, кратной расчетной нагрузке на фундамент, или при геотехническом отказе.

    В чем разница между испытанием статической и динамической нагрузкой?

    В последнее десятилетие испытание динамической нагрузкой все чаще используется для испытания свайной нагрузки. По сравнению с испытанием на статическую нагрузку сваи испытание на динамическую нагрузку обеспечивает значительную экономию времени, средств и требует меньше места. Реакция на расчетную нагрузку обоих тестов хорошо согласуется вплоть до 0.50–1,3-кратная расчетная нагрузка.

    Сколько существует типов свайных испытаний?

    Два типа

    Какие два основных типа динамических нагрузок?

    1.2 Различные типы динамических нагрузок Динамические нагрузки можно разделить на «детерминированные» и «недетерминированные».

    Что такое динамическая нагрузка на конструкцию?

    Динамические нагрузки включают людей, ветер, волны, движение, землетрясения и взрывы. Любая конструкция может подвергаться динамической нагрузке. Динамическая нагрузка — это нагрузка, которая изменяется со временем довольно быстро по сравнению с собственной частотой конструкции.

    Что такое динамическое связывание и загрузка?

    Загрузка программы в основную память по запросу называется динамической загрузкой. Выполнение программы будет медленнее. Статически связанная программа требует постоянного времени загрузки каждый раз, когда она загружается в память для выполнения. Динамическое связывание выполняется операционной системой во время выполнения.

    Что такое концепция динамического связывания?

    Связывание часто называют процессом, который выполняется при компиляции исполняемого файла, в то время как динамический компоновщик — это особая часть операционной системы, которая загружает внешние разделяемые библиотеки в работающий процесс, а затем динамически связывает эти разделяемые библиотеки с запущенным процессом. .…

    Какая польза от динамического связывания?

    При динамической компоновке внешние символы, на которые имеются ссылки в пользовательском коде и определенные в разделяемой библиотеке, разрешаются загрузчиком во время загрузки. Когда вы компилируете программу, в которой используются общие библиотеки, они по умолчанию динамически связаны с вашей программой.

    Что такое динамическое связывание, объясните на примере?

    Динамическое связывание состоит из компиляции и связывания кода в форму, которая загружается программами во время выполнения, а также во время компоновки.Различные операционные системы имеют разные имена для такого загружаемого кода: UNIX: Sharable Libraries. Windows: библиотеки динамической компоновки (DLL)

    Отклонение статической и динамической нагрузки

    Введение

    В первую очередь, резина используется вместо металлических, керамических и других жестких материалов, поскольку она обеспечивает больший прогиб при заданной силе, чем эти другие материалы. Большинство применений резины основано на этой характеристике.

    Во многих случаях применения резины изменение жесткости не критично для функции изделия из резины, и в таких случаях достаточно спецификации твердости по шкале Шора А.

    Каучук используется в качестве конструкционного материала в упругих опорах, виброизоляторах, амортизаторах, противоударных подушках и во многих подобных областях. Если статические или динамические характеристики жесткости становятся критическими для функционирования продукта, должны быть установлены соответствующие спецификации испытаний.

    Статические методы

    Когда для продукта устанавливаются спецификации статической нагрузки-прогиба, помимо требования к твердости, спецификация прогиба нагрузки должна превосходить твердость, должна быть указана на чертеже продукта и согласована между заказчиком и производителем резины.Статическое испытание является «статическим» только в том случае, если приложение нагрузки прекращается до проведения измерения или скорость отклонения обычно не превышает 0,8 мм / с (2 дюйма / мин). Такое испытание обычно приводит к сдвигу или сжатию резины. Существует несколько способов задания характеристик статической нагрузки-отклонения:
    1. Укажите жесткость пружины в нагрузке на единицу отклонения, например, Нм (фунт / дюйм) или крутящий момент на радиан, например, Нм / рад (фунт-дюйм / рад).
    2. Укажите нагрузку для отклонения продукта в указанном диапазоне отклонения.
    3. Укажите прогиб, приводящий к нагрузке в пределах указанного диапазона нагрузок.

    Динамические методы

    Области применения, в которых резина используется в качестве виброизоляторов, зависят от поведения резины в динамических условиях эксплуатации.

    Резина более жесткая, чем в статическом режиме; и, поскольку соотношение статической и динамической жесткости варьируется в зависимости от индивидуальных смесей, может быть целесообразно указать динамические характеристики резины для таких применений.

    Если указана динамическая жесткость или жесткость пружины и они критичны для рабочих характеристик резинового изделия, все условия и методы измерения должны быть согласованы между заказчиком и производителем резины.

    Существует несколько методов динамических испытаний:

    1. Устойчивый резонанс
    2. Резонанс свободного распада
    3. Стационарное нерезонансное состояние
    4. Оценка отскока

    Возраст

    Старение резиновых смесей в течение определенного периода времени — сложный процесс.Обычный чистый эффект старения — это увеличение модуля или жесткости. Величина этого изменения зависит от конкретного материала и условий окружающей среды.

    Краткосрочный возраст в смысле минимального количества часов, которое должно пройти между формовкой и оценкой, также является важным фактором. В зависимости от характера продукта минимальный период варьируется от 24 часов до 168 часов.

    Динамическая история

    На характеристики прогиба-нагрузки резинового изделия влияет история его работы.Начальный цикл нагружения новой детали или детали, которая находилась в статическом состоянии в течение определенного периода времени, указывает на более жесткую характеристику нагрузки-прогиба, чем последующие циклы. При статических испытаниях этот эффект стабилизируется, и характеристики прогиба нагрузки обычно становятся воспроизводимыми после двух-четырех циклов кондиционирования.

    При динамическом испытании период кондиционирования обычно выбирается как время, необходимое для получения воспроизводимых результатов.

    Температура

    Температура влияет на жесткость пружины — чем выше температура, тем ниже жесткость пружины, и чем ниже температура, тем выше жесткость пружины резинового изделия, не находящегося под постоянным натяжением.

    Условия испытаний

    Следующие детали должны быть определены в чертеже продукта или в спецификации, на которую делается ссылка, чтобы обеспечить соответствующую и последовательную оценку производительности продукта:
    1. Режим тестирования
      1. Растяжение, сдвиг или сжатие. Очень желательно схематическое изображение, изображающее ориентацию продукта. Жесткость пружины в режиме сжатия всегда выше, чем жесткость пружины в режиме сдвига.
      2. Статический или динамический
      3. Динамическая жесткость пружины всегда выше статической жесткости пружины.
    2. Уровень тестирования и режим управления
      1. Должен быть указан уровень статической испытательной нагрузки или уровень деформации, а также соответствующие пределы прогиба или пределы нагрузки в ответ на деформацию.
      2. Уровни динамической нагрузки должны обозначаться положительным (+) значением для направленных вниз сил и отрицательным (-) значением для восходящих сил. Динамические испытания с использованием контроля деформации должны быть определены двойными значениями амплитуды (общей амплитуды).
    3. Величина и направление предварительного натяга, если требуется.
    4. Линейная или угловая скорость нагрузки или циклическая частота.
    5. Характер и количество или продолжительность циклов кондиционирования, необходимых перед испытательным циклом или периодом испытания.
    6. Температура окружающей среды при испытании и период времени, в течение которого продукт выдерживается при температуре испытания перед оценкой.
    7. Если требования указаны как «жесткость пружины», необходимо указать место на диаграмме отклонения нагрузки от нагрузки, в котором проводится касательная, или уровни нагрузки, между которыми берется среднее значение.

    Если применимо, инженер-конструктор должен указать отклонение нагрузки, жесткость пружины, метод испытания и допуски отклонения нагрузки. В таблице 10 представлены стандарты для трех обозначений на чертежах допусков отклонения нагрузки. Если характеристики демпфирования требуются как часть динамических характеристик, коммерческие допуски будут составлять ± 25% для деталей с твердостью по дюрометру 65 (SHORE A) и ± 30% для деталей с твердостью по дюрометру выше 65 (SHORE A).

    Стол 10
    ОБОЗНАЧЕНИЕ НА ЧЕРТЕЖЕ RMA ДЛЯ ДОПУСКА ОТ НАГРУЗКИ

    Назначение чертежа Твердость по дюрометру Диапазон допуска Толщина резиновой стенки 6 мм (0.25 дюймов) или более Диапазон допусков Толщина резиновой стенки менее 6 мм (0,25 дюйма)
    D1 Твердость по дюрометру 65 (по Шору A) или ниже ± 10% ± 15% Очень высокая точность. Такой строгий допуск следует запрашивать только в необычных обстоятельствах.
    Твердость по дюрометру выше 65 (по Шору A) ± 15% ± 20%
    D2 Твердость по дюрометру 65 (по Шору A) или ниже от ± 11% до ± 14% от ± 16% до ± 20% точность
    Твердость по дюрометру выше 65 (по Шору A) от ± 16% до ± 19% от ± 21% до ± 26%
    D3 Твердость по дюрометру 65 (по Шору A) или ниже ± 15% ± 20% Коммерческий
    Твердость по дюрометру выше 65 (по Шору A) ± 20% ± 25%

    Возбуждение — статическое против.Динамическое тестирование продукта

    Все продукты, производство которых регулируется стандартами ANSI, должны проходить строгие испытания на соответствие, чтобы гарантировать их целостность и производительность. Хотя конкретные параметры тестирования и производительности различаются для каждого стандарта, в целом тесты можно разделить на два типа: статические и динамические. Почему два типа тестов? Короче говоря, поскольку тесты говорят нам о совершенно разных вещах, объяснение того, как это сделать, читайте дальше.

    Испытание на статическое растяжение

    Испытание на статическое сопротивление растяжению обычно используется для определения двух вещей, : выдерживает ли материал заданную нагрузку и какова предельная прочность материала на разрыв (растяжение).Это не обязательно одно и то же. В первом испытании указывается заранее определенная статическая растягивающая нагрузка (например, 1000 фунтов), которая затем прикладывается к материалу (или продукту) в течение указанного периода времени , чтобы гарантировать, что он может выдержать эту минимальную нагрузку без разрушения (или при отсутствии какого-либо другого параметра). Эти испытания часто используются для определения допустимых рабочих нагрузок материалов компонентов или, в случае Guardian, целых узлов изделия.

    С другой стороны, испытание на предел прочности при растяжении определяет абсолютную прочность материала .Он определяет точку, в которой материал больше не будет упруго деформироваться (возвращаться в исходное состояние), пластически деформироваться (не возвращается в исходное состояние) и разрушаться. Вместо предопределенной испытательной нагрузки (как указано выше в 1000 фунтов), материал загружается на , пока он не разрушится на , полностью разрушившись. Предел прочности материала на растяжение обычно на намного превышает прочности рабочей нагрузки материала. Это различие помогает установить запас прочности, чтобы компенсировать любые отклонения материала во время производства или другие факторы, включая температуру и влажность, которые могут привести к тому, что материал будет работать несколько иначе.Например, веб-ССС Guardian проходят статические испытания на прочность в 3000 фунтов. силы натяжения, однако, сам компонент линии жизни полотна должен иметь минимальную прочность на разрыв 4500 фунтов.

    Видео ниже демонстрирует статическое испытание одного из наших популярных якорей CB. Обратите внимание, что анкер CB слегка отклоняется (изгибается) при увеличении натяжения, но возвращается к нормальному значению после ослабления натяжения. Это упругая деформация, и это совершенно нормально. Фактически, деформация — это один из методов, с помощью которых якорь поглощает силы, возникающие при падении.Силы, которые упруго (или пластически) деформируют анкер, не могут распространяться на рабочего. Это похоже на зону деформации на автомобиле; поскольку кузов автомобиля деформируется, он использует энергию, которая в противном случае передавалась бы водителю. Гоночные автомобили F1 известны своей способностью довольно резко терять энергию во время высокоскоростных аварий.

    Между прочим, вам может быть интересно, как статический тест (то есть отсутствие движения) может вызвать напряжение, которое требует, чтобы точки крепления испытательного оборудования оттягивали друг от друга, как вы только что видели в видео.Как статика тоже может тянуть? Ответ — скорость вытягивания . ANSI указывает, что «Оборудование для испытания на статическое растяжение должно тянуть с постоянной скоростью не более 2 дюймов (51 мм) в минуту…». Сохраняя очень низкую скорость вытягивания, мы избегаем перехода от статического теста к динамическому. Как только это произойдет, начнут происходить всевозможные интересные физические процессы.

    Испытания на динамическую прочность

    В отличие от статического испытания на разрывную прочность, при котором растяжение применяется с равномерной и медленной скоростью, динамическое испытание быстро передает растягивающую нагрузку .Хотя конкретная установка меняется в зависимости от того, какой тип оборудования испытывается, общий метод, определенный ANSI, заключается в том, чтобы прикрепить один конец соединителя к испытательной вышке через датчик нагрузки, вес 282 фунта к другому концу, и сбросить с заданной высоты.

    Увеличивая скорость передачи напряжения, мы проверяем способность материала (или всей системы) реагировать на внезапный всплеск напряжения , как это происходит при падении.Чем быстрее создается нагрузка, тем больше требуется материала (например, страховочного троса) или системы для предотвращения отказа. Даже если пиковая сила натяжения при динамической нагрузке идентична таковой при статической нагрузке, тот факт, что нагрузка возникает в течение гораздо более короткого времени, означает, что в действительности , нагрузка может быть намного выше. Другими словами, протягивание кабеля с пиковым усилием в 1000 фунтов в течение минуты сильно отличается от такой же нагрузки в течение доли секунды. Похоже, что мы уже знаем этот по сути.Когда дано порвать веревку, если сначала медленное натяжение не сломает ее, при следующей попытке мы попытаемся каким-то образом «порвать» веревку, быстро разводя руки. Более интересный пример — Silly Putty — да, Silly Putty. Помните, как если бы вы медленно тянули замазку, она растягивалась, а если тянуть очень быстро, она трескалась? Эту концепцию мы пытаемся реализовать, проводя динамическое испытание на растяжение. Когда Silly Putty растягивается (пластическая деформация), молекулы могут преобразовываться без полного разрыва своих связей.Когда замазка окончательно отделяется после этого растяжения, это называется разрывом из-за пластичности . Но когда вы быстро разрываете замазку (скажем, в три раза быстрее!), У вас остается красивая чистая линия разрыва, потому что вы превысили способность замазки пластически деформироваться, и происходит перелом. Это называется хрупким разрушением . И того, и другого, конечно, следует избегать во время тестирования оборудования для защиты от падения.

    Больше, чем линия жизни

    Не поймите меня неправильно, динамическое тестирование — это не только спасательный круг в случае SRL, хотя это, конечно, является основным фокусом.Не менее важно, чтобы карабин, корпус и внутренние детали также выдержали испытание. Фактически, для того, чтобы SRL до успешно прошел испытание на динамическое падение, SRL должно продолжать функционировать как , как обычно, , а в случаях испытания SRL переднего края, страховочный трос должен сохранять остаточную прочность 675 фунтов. .

    Из двух типов тестов ясно, что динамические тесты более интересны для выполнения и просмотра, иногда с впечатляющими результатами.Фактически, наши специалисты по тестированию часто говорят, что они «направляются в лабораторию, чтобы посмотреть, как растет трава», когда готовятся к испытанию на статическую прочность. Но то, что это может быть неинтересно, не значит, что не важно; они хорошо знают, что тестирование является основой вывода продукта на рынок и обеспечения его надлежащей работы. Я рад, что они серьезно относятся к своей работе, как и любой рабочий на высоте. Теперь … если я смогу заставить их вернуть мне мою глупую замазку, все будет в порядке с миром …

    Разница между статическим и динамическим анализом

    Когда я делал свой первый проект гражданского строительства, я почти не думал о динамике.Статический анализ был для меня «всем, что нужно». И в какой-то мере тогда это могло быть даже оправдано. Теперь, когда я понял немного больше, я хотел бы взять вас в путешествие! Узнаем, чем отличается статика от динамики!

    Главное отличие статического анализа от динамического — ВРЕМЯ! Если нагрузка прикладывается так медленно, что эффекты инерции не играют роли, все, что вам нужно, — это статический анализ. Динамический анализ обрабатывает удары и другие «быстро» возникающие ситуации, а также вибрации (которые происходят во времени).

    Но, конечно, есть неявные и явные, и все интересные вещи! Итак, приступим!

    Медленный пуск (deeeespaaaacito!)

    Эта часть будет короткой (и медленной!), Потому что она посвящена статическому анализу.

    Основная идея заключается в том, что нагрузка, которую вы приложили к своей конструкции, просто присутствует. Более того, это могло быть уже в те драгоценные секунды после Большого взрыва! Короче говоря, не имеет значения, как эта нагрузка «попала туда», но она там сейчас и не изменится позже.Если вам нужно более научное описание, это более или менее означает, что нагрузка прилагается очень медленно! Настолько медленный, что скорость загрузки приложения можно не учитывать!

    В двух словах о статическом анализе:

    • Неважно, как вы прикладываете нагрузку. Solver предполагает, что это происходит очень медленно. Это означает, что способ приложения нагрузки не влияет на поведение конструкции.
    • Нагрузка не меняется во времени — она ​​просто есть… и все!
    • Структурная реакция на статическую нагрузку МОЖЕТ различаться во времени (вы знаете, такие вещи, как ползучесть, релаксация и т. Д.). Инженеры обычно рассматривают такой анализ как более специализированный, а не «простой статический». Тем не менее, изменение отклика конструкции во времени является вариантом статического проектирования.
    • Тот факт, что нагрузка не меняется, не означает, что реакция конструкции линейна! Могут случиться самые разные забавы! Если нагрузка достаточно высока, это может вызвать коробление, деформацию и другие интересные вещи. Однако это не меняет того факта, что анализ носит «статический» характер!

    Без сомнения, статичный дизайн действительно популярен.Фактически, в Польше, когда кто-то будет производить расчеты конструкции, они скажут, что они будут делать «статический расчет» или просто «статику». Я знаю, что то же самое верно и в некоторых других странах.

    Это в основном потому, что статику вычислить намного проще, чем динамическую, и для этого требуется менее сложное программное обеспечение! Это также означает, что люди предпочтут заниматься статикой. Что, в свою очередь, приводит к кое-чему довольно интересному, а именно…

    Эквивалент статической нагрузки

    Видите ли, «в те времена» было практически невозможно рассчитать воздействие и т. Д.Проще говоря, программное обеспечение было для этого «слабым». Я предполагаю, что вы могли бы делать такие вещи в университетах и ​​т. Д. Но в типичном структурном офисе это было недостижимо — по крайней мере, в гражданском строительстве.

    Но, конечно, это не значит, что ударов не было! Были каменные дробилки, вещи выбрасывались из грузовиков на зданиях (на гравийных заводах и подобных объектах) и множество других вещей (включая даже машину, врезавшуюся в здание, которое вы проектируете).

    Но как люди справлялись с этим, если они не могли выполнить динамический анализ?

    … ну увеличили статическую нагрузку!

    Эквивалент статической нагрузки

    По сути, если что-то повлияет на нашу конструкцию, вам, возможно, не придется рассчитывать фактическое воздействие.Я знаю, было бы супер круто делать такие вещи! Но часто у вас нет программного обеспечения и, что более важно, времени для такого анализа.

    Здесь вступает в игру статический эквивалент динамической нагрузки.

    Идея проста: всего на увеличить нагрузку с «коэффициентом динамичности»! Тогда вы можете рассматривать это как статическую нагрузку в своем анализе.

    В своей карьере я видел различные «динамические факторы», начиная со скромных 1,5 и заканчивая примерно 10. Если бы мне пришлось дать наиболее популярное значение, оно определенно было бы 4.0. Тем не менее, 2,0 будет позади него.

    Конечно, значение «динамических факторов» зависит от отрасли и от того, что вы пытаетесь сделать. Часто их оценивали, а затем «передавали» в течение десятилетий. Происхождение многих ценностей давно забыто. Но это не значит, что такой подход не работает! Отнюдь не! Думаю, именно так проектировалось большинство строительных конструкций с ударными нагрузками!

    Этот подход настолько популярен, что многие производители различной техники вносят эту информацию в свои даташиты! Например, у вас есть машинный чертеж (чтобы узнать, как подключить его к конструкции и т. Д.).Обычно этот чертеж содержит вес машины (настоящий) и «статический вес», который вы должны использовать при проектировании. Если машина может вызывать горизонтальные нагрузки, производитель должен также указать их как «статический эквивалент». Круто, да!

    Вы также получите частоту машины, а также все вышеперечисленное. И это приятно подводит нас к другой части статьи!

    Динамический или нединамичный — колебания!

    Здесь все становится немного интереснее.Думаю, очевидно, что «вибрации» — вещь динамическая. Но вам, скорее всего, не понадобятся все навороты для анализа вибраций! Это область «линейной динамики».

    По сути, вы можете использовать модальный анализ для прогнозирования режимов вибрации вашей конструкции (при условии, что сама конструкция ведет себя линейно). И что интересно, нагрузки в этом анализе не меняются во времени. Фактически, решающая программа «изменит» выбранные вами нагрузки на массу вашей модели. Остальные нагрузки он просто проигнорирует! Так что компонента «изменение нагрузки во времени» пока нет!

    Вы можете думать о модальном анализе как о линейном анализе потери устойчивости (LBA) динамики! Он есть, он действительно помогает, но это не вершина человеческих достижений в этой области!

    Модальный анализ

    Модальный анализ позволяет прогнозировать собственные частоты вашей линейной модели.Таким образом, вы можете проверить, нет ли у вас проблем с вибрацией. Конечно, вы не хотите, чтобы частота приложенной нагрузки была близка к той, которую вы получили для вашей конструкции при модальном анализе. В таком случае лучше быть осторожным, так как ваша конструкция может войти в резонанс, и это будет больно!

    Резонанс, конечно, опасен. Это ситуация, когда амплитуда колебаний НАМНОГО увеличивается! Я не хочу сказать, что он увеличивается до «бесконечности» из-за затухания. Но, тем не менее, он увеличивается настолько, чтобы разрушить вашу структуру, если источник вибрации не будет отключен достаточно быстро!

    Storytime!

    Когда я был студентом, я однажды был в здании во время резонанса.И ничего действительно плохого не произошло, так что я живу, чтобы рассказать эту историю. Во Вроцлаве отдел гражданского строительства — это 10-этажное здание, за которым устраивали парковочное место. Поскольку им нужно было уплотнять песок, они использовали эти маленькие «бункеры». Вы знаете маленькие машины, которые в основном «прыгают» вверх и вниз, уплотняя землю под собой. Так получилось, что частота использованных ими «скачков» бункера почти идеально соответствовала собственной частоте нашего здания. Так что естественно, через какое-то время здание начало трястись!

    Я был на лекции на 1-м этаже, так что было не так уж и плохо.А вот люди 10-го в панике сбегают по лестнице (боялись пользоваться лифтами). К счастью, кто-то понял, что происходит! Они бегут к парням, занимающимся парковкой, и просят их отдохнуть… и все стабилизировалось!

    А еще я помог в проектировании ремонта вышедшей в резонанс стальной конструкции! На этот раз источником была какая-то технологическая вещь, и до того, как ее отключили, многие сварные швы и болты потрескались. К счастью, команда была достаточно мудра, чтобы сбежать и выключить машину, отключив электричество издалека!

    Так что да … вы можете обратить внимание на собственные колебания, и модальный анализ вам в этом поможет.К сожалению, изменение собственных частот конструкции после ее постройки обходится довольно дорого! Так что лучше обратить внимание!

    Поделитесь этим постом с
    своими друзьями!

    Высококачественная тряска!

    Конечно, модальный анализ — это не все, что вы можете сделать. Я бы сказал, это более или менее начало. Так же, как LBA при изгибе, модальный анализ не дает «полной картины».

    Фактически, вы можете провести анализ принудительного отклика, который был бы эквивалентом нелинейного изгиба (просто чтобы немного потянуть аналогию LBA).Это был бы вид более сложного анализа, и я не буду против называть его «динамикой»!

    По сути, вы определяете нагрузки / ускорения, применяемые к конструкции. Эти нагрузки / ускорения, конечно, меняются со временем! Во многих программах уже реализованы «исторические землетрясения». Но вы также можете дать волю своему воображению (то есть приспособить вашу нагрузку к определенной машине и т. Д.). Затем вы запускаете анализ и смотрите, как ваша конструкция отреагирует на такое изменение нагрузки во времени.

    Преимущества принудительного отклика:

    Конечно, анализ принудительного отклика более сложен и требует много времени. Так что у него должны быть некоторые преимущества, потому что иначе никто бы им не воспользовался! Это основной:

    Принудительный отклик позволяет увидеть, как ваша структура реагирует сразу на разные частоты. Модальный анализ сообщает вам, на каких «чистых» частотах будет колебаться ваша конструкция (собственные моды). А что, если на самом деле у вас будет больше одной частоты? Вы также узнаете , как ваша модель реагирует на колебания, частота которых отличается от собственных мод. Тот факт, что частота вибрации не «попадает» в собственную моду, не означает, что вы можете просто игнорировать ее…

    Здесь есть хитрость. Если у вас есть нагрузка, которая изменяется 20 раз за 2 секунды… вы можете фактически рассчитать 20 различных линейных статических анализов (для каждой разной нагрузки). «Анимация» между этими 20 результатами статического анализа может выглядеть так, как если бы вы действительно проводили анализ принудительного отклика. Я видел людей, которые заявляли о таких вещах…

    Это конечно не то, о чем идет речь! В «реальном» анализе принудительной реакции ваша конструкция будет вибрировать даже после того, как нагрузка прекратится.Поскольку обычно вы определяете загрузку всего в несколько секунд, это просто проверить! Просто посмотрите, что происходит через 3 секунды после окончания загрузки. И это не должно быть «ничего», если только у вас нет действительно сумасшедшего демпфирования! Вы ожидаете, что конструкция будет по-прежнему вибрировать из-за нагрузки, которую вы приложили ранее.

    Динамичный или нединамичный — усталость!

    Итак, мы исследовали вибрации до сих пор, рассматривая идею изменения нагрузок во времени при анализе силовых характеристик.

    Еще одно интересное явление, которое вы можете встретить в своих проектах, — это усталость! Здесь ситуация прямо противоположна той, которая есть в модальном анализе! Нагрузка меняется со временем, но мы сделаем статический анализ, чтобы справиться с этим (по крайней мере, в большинстве случаев)!

    Я упоминаю об этом здесь кратко, поскольку не думаю, что большинство людей классифицируют усталость как «динамическую».Хотя усталость часто связана с вибрациями. Но поскольку я использовал «изменение нагрузки во времени» в качестве динамического определения, будет справедливо упомянуть об этом здесь!

    Идея состоит в том, что повторяющиеся циклы нагружения могут вызвать кумулятивное повреждение материала. Так что дело не только в стрессе, который выше урожайности. Напротив, напряжение 130 МПа в стали S235, изменяющееся от растяжения к сжатию, также может со временем вызвать разрушение!

    Дело в том, что обычно циклы нагрузки «статичны по своей природе» и происходят не очень быстро.Это означает, что в вашем анализе не будет «эффектов инерции». И в таком случае классифицировать усталость как динамическую проблему «непонятно». Проще говоря, вы решите статические случаи, чтобы увидеть максимальное и минимальное напряжение в любом заданном месте. После этого вы выполняете проверку на утомляемость «за пределами FEA» (с помощью скриптов или даже ручных расчетов). Эти статические случаи обычно будут линейными, если не будет учитываться малоцикловая усталость. В таком случае вы должны включить предоставленный вам наш анализ.

    Конечно, бывает, что циклы носят «динамический» характер с колебаниями.Это было бы неплохим сочетанием вынужденной реакции и случая усталости в такой ситуации!

    Время для чайников…

    Безусловно, мы все ближе и ближе подходим к анализу реальной динамики. Но прежде чем мы начнем…

    … есть одна вещь, которую я должен упомянуть, и это «фиктивное время». Вы видите, что некоторые решатели (например, Adina, использованная в SOL 601 NX Nastran) хотят, чтобы вы определяли время… даже в статическом анализе! Это кажется глупым, но это только способ ввести в анализ «коэффициент загрузки».

    Может показаться, что ваша нагрузка «зависит» от времени, но это не так! Время (в данном случае «фиктивное время») используется только как «счетчик» или множитель нагрузки, если вы предпочитаете.

    Идея проста: определить, как нагрузка изменяется за «фиктивное время». Обычно вам нужна линейная зависимость. Вы знаете, что если фиктивное время равно «0», то нагрузка равна «0». Конечно, вы также определяете максимальное фиктивное время «X», когда нагрузка имеет «полное значение». Просто имейте в виду, что в случае фиктивного времени «X» означает… некоторую меру фиктивного времени.Это не секунды (или другие единицы времени). Фиктивное время — это всего лишь мера того, какая нагрузка приложена. По сути, когда фиктивное время равно «X / 2», то прикладывается 50% нагрузки.

    Лучше всего рассматривать фиктивное время как множитель нагрузки. На самом деле разница только одна. Множитель нагрузки, которую вы приложили, равен 1,0. Это означает, что множитель нагрузки 0,5 всегда означает 50% приложенной нагрузки. С фиктивным временем дело обстоит иначе! Фактически вы можете сказать, что максимальная нагрузка применяется, когда фиктивное время равно тому, что вам нравится.Конечно, по-прежнему разумно использовать 1 … просто чтобы избежать ошибок. Но технически вы можете использовать фиктивное время 2346, чтобы представить «полное значение» приложенной вами нагрузки. В таком случае при фиктивном времени 2346/2 = 1173 вы получите 50% нагрузки.

    Всякий раз, когда вы так играете с фиктивным временем, никогда не забывайте, что решатель использует его для итерации решения. Поэтому, когда вы меняете фиктивное время при максимальной нагрузке с 1 на, скажем, 100, это еще не все! Было бы разумно также настроить «фиктивный временной шаг»:

    Использование фиктивного времени

    Предположим, у нас есть нагрузка 1000 кН.Мы хотим применить его за 100 равных шагов по 10 кН каждый.

    Во-первых, «простой случай». Предположим, что при приложении полной нагрузки (1000 кН) фиктивное время = 1,0. В таком случае каждый шаг должен составлять 1/100 = 0,01 единицы фиктивного времени, чтобы получить наши 10 кН на шаг.

    Тем не менее, мы можем захотеть иметь максимальное фиктивное время = 300 единиц при нагрузке 1000 кН. В этом случае каждое приращение анализа должно составлять 300/100 = 3 единицы фиктивного времени. По сути, мы все равно получаем 10 кН на каждом шаге.

    Легко забыть об изменении «фиктивного временного шага» в нашем анализе! Вот почему лучше придерживаться фиктивного времени = 1.0 для полной нагрузки. Просто чтобы не допустить странных ошибок!

    У пустышки времени есть свои применения, хотя они не такие «грандиозные», как вы думаете. Считаю это «фишкой» некоторых решателей. Кто-то его использует, кто-то нет, но, в конце концов, все работает одинаково. Это просто вопрос понимания того, как ваш решатель увеличивает загрузку. Есть только одно «преимущество», которое вы получаете от фиктивного времени. Вам не нужно играть с «шагами» в своем анализе, когда вы его используете. Представим, что вы хотите провести такой многоэтапный анализ:

    • Шаг 1: применить 100% нагрузки
    • Шаг 2: уменьшить нагрузку на 50%
    • Шаг 3: увеличить нагрузку до 75%
    • Шаг 4: Уменьшить нагрузку до 0…

    Обычно вы будете необходимо установить «шаги» в вашем анализе.Фактически было бы 4 анализа один за другим, как описано выше. Но с «фиктивным временем» вы можете сделать один шаг анализа. Все, что вам нужно сделать, это сказать, что зависимость между временем и нагрузкой составляет:

    Конечно, вы должны сказать, что анализ должен быть от Времени «0» до Времени «1»… и все. Вам не нужно учиться выполнять шаги или перезапускать анализ с другими нагрузками. Возможно, так будет немного проще. Это, кстати, одно из различий между SOL106 и SOL 601 в NX Nastran.

    Конечно, это не только солнце и радуга. Фиктивное время может быть «раздражающим», чтобы понять. Особенно, если вашему решателю он нужен для нелинейной статики, а вы об этом не знаете. Мне потребовалось некоторое время, чтобы понять это впервые! И даже сейчас я иногда забываю установить «фиктивное время», когда выполняю анализ SOL 601 в NX Nastran.

    Следует запомнить одну важную вещь! Тот факт, что вы определили «временную зависимость» для своих нагрузок, не означает автоматически, что вы проводите динамический анализ! Есть вероятность, что это статический анализ с «фиктивным временем».Всегда стоит проверять это в руководстве к вашему решателю. К сожалению, во многих случаях «фиктивное время» описывается в вашем программном обеспечении как «время». Запутаться очень легко!

    Если вы не уверены, используете ли вы «манекен» или «в реальном времени», проверьте это!

    Установите время при максимальной нагрузке на 0,0001 и проведите анализ. Если у вас есть статический анализ с «фиктивным временем», он будет работать нормально. Если вы действительно делаете динамический анализ, применение нагрузки в 0,0001 с вызовет некоторые забавные эффекты! Скорее всего, вы увидите ударные волны в своей модели и тому подобное.На самом деле вполне возможно, что ваш динамический анализ не сойдется с этой настройкой без некоторой «борьбы» за это. Просто помните, что если вы хотите применить нагрузку за 100 шагов, каждый из этих шагов должен быть 0,0001 / 100 = 0,000001 единицы времени! Легко забыть изменить настройки приращения в решателе!

    «Истинный» динамический анализ

    Наконец, мы дошли до сути. Думаю, если вы хотите «противопоставить» статический анализ динамическому — вот оно! Конечно, по пути мы обсудили несколько интересных тем о вибрациях и т. Д.Некоторые из этих анализов можно легко назвать «динамическими». Но «настоящий» динамический анализ начинается здесь!

    Разница между статическим и динамическим анализом проста. Как я писал в начале, статический анализ означает, что нагрузка «просто есть» и не меняется во времени (а значит, прикладывалась очень медленно!). Динамический анализ находится как раз на противоположной стороне шкалы. Здесь мы задаемся вопросом, как приложена нагрузка и как быстро это произошло. Мы учитываем эффекты инерции и весь джаз.

    Если вы никогда не встречали термин «инерционные эффекты», это просто:

    Слева вы видите нелинейный статический анализ. Ручка вращается… и все вращается. Ничего особенного. Вот что произошло бы, если бы вы очень медленно вращали ручку. Это статическая область, нагрузка прикладывается так медленно, что вы можете игнорировать эффекты инерции!

    Справа — тоже самое… но с изюминкой! На этот раз я применил вращение «быстро», что потребовало динамического анализа.На самом деле мне пришлось установить, насколько быстро будет происходить поворот на 90 градусов (в секундах) во время определения нагрузки. Обратите внимание, что вначале ручка перемещается до того, как кончик понимает, что нужно сделать движение. Затем наконечник пытается «догнать» и все начинает трястись!

    Обратите внимание, как стержень вибрирует даже после вращения!

    Эффекты инерции!

    Чем быстрее вы вращаете удочку, тем сильнее вибрации на конце. Это «дополнительное» движение вызвано инерцией.

    Вот почему вы можете игнорировать «замедленное движение» и рассматривать его как статическое в своих моделях! Скорость настолько мала, что практически отсутствуют эффекты инерции. После того, как нагрузка сделана, вибрации не будет. Большинство нагрузок происходит в этом «медленном» домене.

    Но на «высоких скоростях» имеют место инерционные эффекты, и вместо этого вы должны использовать динамический анализ. В противном случае вы можете упустить важные аспекты реакции вашей модели!

    Непросто сказать, насколько быстро «слишком быстро» для статики.В случае сомнений лучше использовать динамический анализ «на всякий случай». Но если бы мне пришлось установить предел, я бы сказал, что если нагрузка прикладывается за считанные минуты, это будет хорошим основанием для рассмотрения статического анализа. Все, что происходит быстрее, требует динамики.

    Конечно, динамический анализ позволяет и много других интересных вещей. Например, вы можете проанализировать влияние:

    Обратите внимание, как здесь все прекрасно сочетается. Во-первых, совершенно очевидно, что я не использовал «эквивалент статической нагрузки».Конечно, это была бы возможность! Вместо мяча я бы смоделировал нагрузку на зону удара. Фактор динамики наверняка будет проблемой! Я не думаю, что когда-либо слышал о ценностях для такого случая… и поэтому вместо этого я провел динамический анализ! Мне просто не нужно было угадывать динамический фактор, я мог проанализировать, что на самом деле произойдет при ударе!

    Обратите внимание, что после того, как мяч отскочил, вы можете увидеть, как снаряд слегка вибрирует из-за удара. Это действительно хороший пример эффекта инерции! Проклятие, вы можете добавить «сумасшедший» сброс в динамическую задачу.В этом случае колебания будут очень небольшими. Однако обычно вы ожидаете некоторого «тряски» динамического анализа даже после того, как нагрузка исчезнет.

    Приведенные выше вибрации не такие, как в случае анализа модального или принудительного отклика. Там у вас постоянный источник вибраций. Вы знаете, что-то вроде вращающегося механизма и т. Д. Модальный анализ (и принудительная реакция) требует постоянного «существования» источника вибрации. Без источника вибрации гаснут из-за сброса.Здесь вибрации — это всего лишь «побочный эффект» динамической нагрузки. Они вызваны действием инерции и, конечно же, без «постоянного источника» в конечном итоге вымирают.

    Великая битва динамических решателей!

    Примеры ударов удочки и снаряда были выполнены в неявном решателе. Обычно так называют «типичный» динамический решатель. Но, скорее всего, вы тоже слышали о явных решателях. Они подошли бы и для решения поставленной выше задачи.

    Но, конечно, между неявными и явными решателями должна быть разница.Иначе никто бы не стал реализовывать оба типа!

    По сути, разница заключается в «скорости» явления, которое вы хотите проанализировать. Если что-то происходит во времени, превышающем, скажем, 1 с (возможно, даже 0,1 с), неявный решатель отлично подходит. Если что-то происходит быстрее (100 мс или меньше), скорее всего, будет лучше использовать явный решатель.

    Теоретически оба будут работать нормально для всех проблем. Просто неявные решатели будут вычислять намного быстрее, когда время анализа велико, в то время как явные решатели превосходны в быстром решении проблем с действительно короткими периодами «времени анализа».

    Битва неявных и явных — захватывающая и, без сомнения, требует отдельного поста. Вы можете узнать больше об этом в этом посте! Здесь я просто хотел отметить, что есть 2 возможности для решения динамических задач в FEA.

    Сводка

    Надеюсь, вы найдете это полезным. Хотя здесь много контента, давайте попробуем немного подвести итоги. Цель состоит в том, чтобы облегчить переваривание и запомнить на будущее.

    • Динамический анализ требует времени! Когда скорость вещей имеет существенное значение или нагрузки меняются во времени, динамический анализ — ваш инструмент! Но это означает, что если что-то происходит очень медленно… вместо этого вы можете просто использовать статический анализ!
    • … но есть проблема с приведенным выше определением! Очевидно, что «анализ воздействия» требует динамического подхода.Но есть и другие эффекты, при которых нагрузки меняются со временем. К ним относятся:
      • Вибрация! Они вызваны нагрузками, которые постоянно меняются во времени. И поскольку они меняются со временем, они вписываются в определение. Есть два подхода к этому. Вы можете выполнить модальный анализ , чтобы увидеть собственные частоты вашей конструкции. Но вы также можете выполнить принудительный ответ . Это покажет вам, как ваша модель отреагирует на данное возбуждение.Оба варианта забавны, но, без сомнения, являются вынужденной реакцией при более продвинутом подходе.
      • Усталость! Вот где становится по-настоящему «мутно»! Усталостные нагрузки также зависят от времени… но обычно вы все равно решаете их как статические задачи . Это связано с тем, что изменения нагрузок могут происходить очень медленно в течение длительных периодов времени. Проклятие, усталость может возникнуть и при быстром изменении нагрузки (в результате вибрации). Это просто что-то, связанное со временем в анализе, поэтому я решил упомянуть об этом здесь.
    • Не все, что связано с динамикой, нужно решать таким образом! Часто вы просто увеличиваете ударные нагрузки с помощью «динамического коэффициента», а затем анализируете их статическим способом. Таким образом, вам не придется все время проводить «модный» анализ. Однако всегда есть важный вопрос! Кто должен сказать, какова ценность такого «динамического фактора» и кто несет ответственность за эту ценность?
    • Даже если у вас есть «время», установленное в вашем анализе, это может не означать, что вы выполняете динамический анализ! Иногда нелинейные решатели (такие как Adina) могут потребовать от вас установить «фиктивное время» просто для итерации нелинейных статических задач.Это просто настроенный решатель, и такое время не имеет физического смысла. Кроме того, эффекты инерции не будут учитываться в таком анализе, который может быть важен для вашей задачи! Прочтите руководство к вашему решателю, чтобы убедиться в этом, но вы также можете провести простой тест. Установите время на 0,000001, а затем на 1000 во втором анализе. Затем повторите свое решение в обоих. Если результаты совпадают, скорее всего, это «фиктивное время»!
    • 2 вида динамического анализа! Вы можете решать «настоящие» динамические задачи с помощью неявных и явных алгоритмов.Вам нужно делать это, когда в вашем анализе что-то происходит «быстро». Такой анализ также включает эффекты инерции. И неявный, и явный подходы хороши, и ни один из них не «лучше». Но я должен сказать, что явный решатель является частью меньшего количества пакетов FEA. Так как не в каждом пакете FEA есть даже такой, явный решатель рассматривается как «более продвинутая вещь».

    Я очень надеюсь, что вам понравился этот пост. Я хотел бы, чтобы вы поделились своим мнением (или вопросами) в комментариях ниже!

    Хотите узнать больше о FEA ?!

    Вы попали в нужное место! Посетите мой БЕСПЛАТНЫЙ онлайн-курс FEA, где я расскажу вам о самых ценных уроках, которые я извлек за свою карьеру в FEA!

    Поведение гибридного фундамента для морских ветряных турбин при статической и динамической нагрузке

    https: // doi.org / 10.1016 / j.marstruc.2020.102727Получить права и контент

    Основные моменты

    В качестве эталона используется традиционная монопрофиля с таким же объемом стали.

    Исследование было сосредоточено на поведении инновационных гибридных фундаментов при статической нагрузке, например, на соотношении распределения нагрузки.

    Исследование было проведено для изучения характеристик инновационных гибридных фундаментов в реальных морских условиях.

    Был проведен ряд численных анализов для изучения его поведения при статической и динамической нагрузке.

    Abstract

    Учитывая недостатки традиционного монопольного фундамента для морских ветряных турбин (OWT) в суровых морских условиях, в настоящем исследовании разработан инновационный гибридный фундамент. Гибридный фундамент состоит из традиционной монопилы и широкопрофильного ковша. Серия численных анализов проводится для изучения его поведения при статической и динамической нагрузке с учетом различных эксцентриситетов нагрузки.В качестве ориентира используется традиционная монопила с таким же объемом стали. Хотя моноблок превосходит гибридный фундамент с точки зрения предельной моментной нагрузки при каждом эксцентриситете нагружения, последний может обеспечить превосходные или такие же характеристики с почти половиной длины сваи в расчетном диапазоне нагрузок. Более того, горизонтальной нагрузке и моменту в основном противостоят ковш и одиночная свая в гибридном фундаменте соответственно. Механизм разрушения как гибридного фундамента, так и моноблока — чрезмерное вращение.При угле поворота 0,05 рад центр вращения расположен на глубине примерно в 0,6–0,75 и 0,65–0,75 раза больше длины сваи для гибридного фундамента и моноблока соответственно. Увеличение эксцентриситета нагрузки может привести к увеличению несущей способности по моменту, увеличению начальной жесткости и движению вверх центра вращения двух фундаментов при одновременном уменьшении коэффициента распределения нагрузки одиночной сваи в гибридном фундаменте. При исследовании поведения динамической нагрузки гибридного фундамента рассматриваются три сценария.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *