Понятие о несущей способности упругодеформируемых конструкций. Руководство к расчетно-графической работе

1.

Строительная механика ракет-носителей
Тема 3
Понятие о несущей способности
упругодеформируемых конструкций
Руководство к расчетно-графической работе

2.

Строительная механика РН
Тема 3
Понятие о несущей
способности
упругодеформируемых
конструкций
Расчетно-графическая работа
Нагружение цилиндрической
секционной оболочки
Практическое занятие 3.4

Руководство к расчетно-графической работе
Нагружение цилиндрической
секционной оболочки
Цель:
1. Определить значения продольной силы
в сечениях секционной оболочки
/построить эпюру продольной силы/
2. Оценить несущую способность оболочки
в различных условиях нагружения
Карчин А.Ю., Болдырев К.Б.
Теоретические основы строительной механики
ракет-носителей – СПб.: ВКА имени А.Ф. Можайского,
2015
с. 151-156 (приложение)

4.

Цилиндрическая секционная оболочка
1
Секция 1
Конструкция состоит из трех отдельных
секций 1-3
Каждая секция представляет собой
цилиндрическую оболочку
Секция 2
2
3
Секция 3
Конструкция установлена на жесткую
поверхность и нагружена только
собственным весом

5.

Цилиндрическая секционная оболочка
1
Секция 1
mоб1
lоб1
масса секции 1, кг
длина секции 1, м
mоб1
mоб1р
lоб1
Секция 2
2
mоб2
масса секции 2, кг
lоб2
длина секции 2, м
mоб2
mоб2р
lоб2
3
Секция 3
распределённая
масса секции 1, кг/м
mоб3
lоб3
распределённая
масса секции 2, кг/м
масса секции 3, кг
длина секции 3, м
mоб3
mоб3р
lоб3
распределённая
масса секции 3, кг/м

6.

Руководство к расчетно-графической работе
Нагружение цилиндрической
секционной оболочки
Определить значения продольной силы
в различных сечениях оболочки
/построить эпюру продольной силы/
Карчин А.Ю., Болдырев К.Б.
Теоретические основы строительной механики
ракет-носителей – СПб.: ВКА имени А.Ф. Можайского,
2015
с. 151-156 (приложение)

7.

хi
Построение эпюры продольной силы N
N i g mpi ( х)dx
0
1
Распределенная масса
gmрlоб1
Сжатие
+
Растяжение
2
Значения силы N принимают
отрицательные значения –
все секции сжимаются под
действием собственного веса
gmр lоб1 lоб 2
3
gmр lоб1 lоб2 lоб3

8.

Изменения условий нагружения секционной оболочки:
установлены грузы (сосредоточенные нагрузки) в секциях
1
mс1
lоб1
2 Сосредоточенная
нагрузка 1
mс1
масса сосредоточенной
нагрузки 1, кг
3lоб 2
4
2
mс 2
3
mс3
Сосредоточенная
нагрузка 2
mс 2 масса сосредоточенной
lоб3
2 Сосредоточенная
нагрузка 3
mс 3 масса сосредоточенной
нагрузки 2, кг
нагрузки 3, кг

9.

n
хi
N i g mpi ( х)dx mcj
j
1
0
Построение эпюры продольной силы N
1
mс1
l
g mр об1 mс1
2
g mрlоб1 mс1
Сжатие
-
Распределенная масса
Сосредоточенная масса
+
Растяжение
3l
g mр lоб1 об1 mс1
4
2
mс 2
g mр lоб1 lоб2 mс1 mс 2
3
mс3
l
g mр lоб1 lоб2 об3 mс1 mс 2 mс3
2
g mр lоб1 lоб 2 lоб3 mс1 mс 2 mс3

10.

Изменения условий нагружения секционной оболочки:
создание избыточного давления в средней секции (секции 2)
1
mс1
В секции 2
создано избыточное давление ∆р,
которое растягивает оболочку
2
р
mс 2
3
mс3
р
давление наддува, Па
2
d
S м r 2
4
площадь поперечного
сечения секции 2, м2

11.

n
хi
N i g mрi ( х)dx mсj рS м
j
1
0
Построение эпюры продольной силы N
1
mс1
Избыточное давление
g mрlоб1 mс1 рS м
g mрlоб1 mс1
Сжатие
2
р
-
+
Растяжение
3l
g mр lоб1 об2 mс1 рSм
4
mс 2
3l
g mр lоб1 об2 mс1 mс 2 рSм
4
g mр lоб1 lоб 2 mс1 mс 2 pSм
3
mс3
g mр lоб1 lоб2 mс1 mс 2
l
g mр lоб1 lоб2 об3 mс1 mс 2 mс3
2
g mр lоб1 lоб 2 lоб3 mс1 mс 2 mс3

12.

Зависимость силы N от давления Δр
1
mс1
n
хi
N i g mрi ( х)dx mсj рS м
j
1
0
рS м
рS м
рS м
2
+
-
+
р
-
Сечение
в котором
сила N = 0 –
оболочка
не нагружена
mс 2
3
mс3
Секция 2
полностью растянута
Секция 2
растянута и сжата
Секция 2
полностью сжата
+

13.

Изменения условий нагружения секционной оболочки:
средняя секция (секция 2) наддута избыточным давлением
и заполнена жидкостью
1
mс1
р
Секция 2 заполнена жидкостью
и наддута избыточным давлением ∆р
р
2
h
mс 2
давление наддува, Па
mж hSм
масса жидкости, кг
2
d
S м r 2
4
3
mс3
площадь поперечного
сечения секции 2, м2

14.

n
хi
N i g mрi ( х)dx mcj рS м
j
1
0
Построение эпюры продольной силы N
1
mс1
р
-
+
g mр lоб1 lоб2 mс1 mс 2
g mр lоб1 lоб2 mс1 mс 2 hS м
2
h
mс 2
3
mс3
l
mр lоб1 lоб 2 об3
g
2
m m m hS
с1
с2
с3
м
mр lоб1 lоб2 lоб3
g
mс1 mс 2 mс3 hSм

15.

Изменения условий нагружения секционной оболочки:
в нижней секции (секции 3) в сечении сосредоточенной нагрузки
установлена опора
1
mс1
р
2
h
mс 2
3
mс3
Опора (верхняя часть секции 3 сжата
нижняя часть секции 3 растянута)

16.

n
хi
N i g mрi ( х)dx mcj рS м
j
1
0
Построение эпюры продольной силы N
1
mс1
р
2
h
mс 2
3
mс3
l
mр lоб1 lоб 2 об3
g
2
m m hS
с1
с2
м
gmр
lоб3
2

17.

Значения продольной силы N
в сечениях 1‒7
1
mс1
2
N1 0
l
N 2 g mр об1
2
l
N 2 g mр об1 mс1
2
3
р
N 3 g mрlоб1 mс1
N 6 gmр
lоб3
2
N 3 g mрlоб1 mс1 рS м
3l
N 4 g mр lоб1 об2 mс1 рSм
4
h
4
mс 2
3l
N 4 g mр lоб1 об2 mс1 mс2 рSм
4
N 5 g mр lоб1 lоб2 mс1 mс2 рS м
5
6
mс3
N 5 g mр lоб1 lоб 2 mс1 mс 2 hS м
7
N7 0
l
N 6 g mр lоб1 lоб2 об3 mс1 mс 2 hSм
2

18.

Руководство к расчетно-графической работе
Нагружение цилиндрической
секционной оболочки
Оценить несущую способность оболочки
в различных условиях нагружения
Использовать материалы:
- лекций 3.1 и 3.3
- практических занятий 3.1 и 3.3

19.

Оценка несущей способности оболочки
Коэффициент запаса устойчивости
(проверка на устойчивость сжатой оболочки)
2
F
kE
2
кр
1
nкр
mс1
N6
N max
2
3
р
Fкр kE 2 2
h
4
r/δ <
250
500
750
1000
1500
k
0,15
0,14
0,12
0,10
0,09
mс 2
5
6
7
mс3
Проверка на устойчивость

20.

Оценка несущей способности оболочки
(проверка на прочность растянутой
оболочки)
1
mс1
2
Коэффициент запаса прочности
nпр
в
в
в
max
( р gh)r
Проверка на прочность
3
р
h
4
mс 2
5
6
7
mс3
pr
2
( р gh)r

21.

Оценка несущей способности оболочки
(проверка на прочность растянутой
оболочки)
1
mс1
2
Коэффициент запаса прочности
nпр
в
2 r
в
max
N6
3
р
( р gh)r
N6
2 r
h
4
mс 2
5
6
7
mс3
Проверка на прочность

22.

Задание
m1
1
lоб1
2
2
lоб1
3
р
r
3lоб 2
4
lоб 2
hж
1. Определить значения продольной силы N
в сечениях 1–7
2. Построить эпюру значений продольной
силы N, указать значения в сечениях 1–7
3. Оценить несущую способность секционной
оболочки
m2
4
m3
lоб3
2 lоб3
5
6
7

23.

English Русский Rules