Перейти к содержимому

Фотография
- - - - -

Болтовое соединение на фанере - как бы прикинуть допустимые нагрузки?


Сообщений в теме: 219

#1 khron

khron

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 1 441 сообщений
  • Из:Ленобласть

Отправлено 15 мая 2015 - 02:04

С того самого момента, как я вообще начал увлекаться фанерными деревяшками и всякими железками, меня мучил один вопрос. Извиняюсь, если буду путаться в терминологии, ибо я неуч и двоечник.

 

Вопрос таков: какую надо приложить сдвигающую силу к болту некоего диаметра, пропущенному через лист фанеры, чтобы он начал разрушать эту самую фанеру.

 

Вот моя нынешняя лодка. Ее центральный корпус состоит из нескольких секций, соединенных с помощью книц и разных болтов. Стальные кницы крепятся к обшивки каждая четырьмя болтами М6, кроме того, кницы сидят на клею, на накладках (9мм + 9мм), а обшивка в тех местах оклеена стеклом с двух сторон. По результатам эксплуатации все оказалось нормально, никаких проблем не возникло.

 

Теперь в ходе модернизации возникла новая задача. Нужно прикрепить к переборкам рубки балки поплавков. У меня трим, если что. Балок - 2 штуки. Максимально возможная сила, действующая на каждую балку - не более 200кг - от утапливаемого поплавка. Общий объем одного поплавка - около 400л, и все это дело распределяется между обоими балками поровну. Плюс к тому еще ванты от мачты, но их, я так понимаю, можно не рассматривать, ибо остойчивость и все силы ограничиваются объеом поплавков.

 

Выглядит заготовка кормовой балки вот так:

Изображение

Красными кружками от балды нарисованы точки крепления балки к переборке (хвойная фанера 9мм). Свободновисящее плечо - 1.5м, от края рубки до крайней левой красной точки - примерно 60см. Максимальная сила на конце балки, как я говорил - 200кг.

 

В общем вот - думаю - хватит ли мне просто закрепить эту хрень болтами к переборке без всяких дополнительных ухищрений? Я просто вообще не понимаю, как рассчитать такое соединение.

 

От старой системы на бортах устались уши от оттяжек, но оттяжки делать не охота.


  • 0

#2 Citramon

Citramon

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 2 946 сообщений
  • Из:Москва
  • Судно: к-н "Простор"

Отправлено 15 мая 2015 - 03:52

Без дополнительных усилений плохо, будут ведь ещё продольные усилия, я в этом тож не особо много понимаю, но имхо балка немного неправильно приложена, где красным вертикальная стойка, так вот её бы сдвинуть на корпус и тоже прибить или дополнительную сделать и с укосом


  • 0

#3 dreamer

dreamer

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 1 645 сообщений
  • Из:Хабаровск
  • Судно: Ямаха30
  • Название: Эрма

Отправлено 15 мая 2015 - 04:48

Красными кружками от балды нарисованы точки крепления балки к переборке (хвойная фанера 9мм). Свободновисящее плечо - 1.5м, от края рубки до крайней левой красной точки - примерно 60см. Максимальная сила на конце балки, как я говорил - 200кг.

 

В общем вот - думаю - хватит ли мне просто закрепить эту хрень болтами к переборке без всяких дополнительных ухищрений? Я просто вообще не понимаю, как рассчитать такое соединение.

 

От старой системы на бортах устались уши от оттяжек, но оттяжки делать не охота.

На глазок 9мм маловато будет. Надо ставить накладки для увеличения площади контакта болтдеталь. Толщину накладок надо считать. Соединения деревянных элементов см. болтовые соединения -> изгибаемые болты. Усилие на болтах определяется из равенства моментов. Момент (сила * плечо) от поплавка должен быть равен моменту на болтах.

Fп*Lп=Fб*Lб ->

Fб=(FпLп)/Lб

на динамику коэффициент добавить

 

А можно по аналогии. Найти похожую конструкцию и размеры взять оттуда.

Да, без оттяжек соединение получиться громоздким. Оттяжки значительно уменьшают момент. С оттяжками и 9мм может быть достаточно.


  • 0

#4 dreamer

dreamer

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 1 645 сообщений
  • Из:Хабаровск
  • Судно: Ямаха30
  • Название: Эрма

Отправлено 15 мая 2015 - 04:56

удалил

Сообщение отредактировал dreamer: 15 мая 2015 - 04:57

  • 0

#5 rbt06

rbt06

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 4 706 сообщений
  • Из:Люберцы
  • Судно: катер
  • Название: Тюлень

Отправлено 15 мая 2015 - 09:35

С того самого момента, как я вообще начал увлекаться фанерными деревяшками и всякими железками, меня мучил один вопрос. Извиняюсь, если буду путаться в терминологии, ибо я неуч и двоечник.

 

 

 

 

А ты не мучайся,я по роду работ часто делаю вещи,которые очень трудно просчитать,поэтому провожу испытания,найди кусок фанеры,болты и сымитируй,свою ситуацию.Могу сказать ,что 16мм саморез для гипсокартона с плоской шляпкой без сверла,держит на отрыв до 160кг.


  • 0

#6 khron

khron

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 1 441 сообщений
  • Из:Ленобласть

Отправлено 15 мая 2015 - 11:37

Эх, как все сложно. Ладно, подумаю на счет накладок.

 

А кстати - что лучше - мало толстых болтов, или много тонких?)


  • 0

#7 voda

voda

    Рулевой 1-го класса

  • Основной экипаж
  • PipPipPipPipPipPip
  • 877 сообщений
  • Из:riga

Отправлено 15 мая 2015 - 11:47

Много толстых...


  • 1

#8 khron

khron

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 1 441 сообщений
  • Из:Ленобласть

Отправлено 15 мая 2015 - 12:01

Блин, оттяжки, конечно, очень соблазнительно вернуть. Но так как они растягивают борта в стороны, у меня внутри корпуса были сделаны траверсы, стягивающие противоположные уши уши оттяжек. А траверсы - прямо в моей крохотной каютке - место они занимали, заразы.


  • 0

#9 Nota

Nota

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 1 121 сообщений
  • Из:С-Пб
  • Судно: Нева-1
  • Название: Нота

Отправлено 15 мая 2015 - 13:03

Расчёт дерева на срез и болтов в этой книжке есть, если память мне не изменяет.

Прикрепленные изображения

  • Проектирование.JPG

  • 0

#10 Danev

Danev

    Оффлайн

  • Инженер
  • 17 518 сообщений
  • Из:С.-Петербург
  • Судно: Полуглиссер
  • Название: Мальстрём

Отправлено 15 мая 2015 - 13:18

Смотрим книжку Зубарева "Конструкции из дерева и пластмасс". Рекомендуемый диаметр болтов при болтовом соединении внакладку - не менее 12 мм или не менее 1/20 стягиваемой толщины. Диаметр шайб - не менее 3,5d (42 мм) Момент от аутригера 1,5х200 = 300 кгм Его воспринимают n болтов в переборке толщиной 9 мм. При расстоянии между болтами 600 мм нагрузка на болты 300/0,6 = 500 кгс. Несущая способность болта 12 мм на смятие при толщине фанеры 9 мм - примерно 60 кгс. Значит нужно 8 болтов. Если увеличить толщины обеих переборок вдвое, болтов потребуется вдвое меньше.

Прикрепленные изображения

  • scan 1.gif

  • 3

#11 khron

khron

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 1 441 сообщений
  • Из:Ленобласть

Отправлено 15 мая 2015 - 15:02

Смотрим книжку Зубарева "Конструкции из дерева и пластмасс". Рекомендуемый диаметр болтов при болтовом соединении внакладку - не менее 12 мм или не менее 1/20 стягиваемой толщины. Диаметр шайб - не менее 3,5d (42 мм) Момент от аутригера 1,5х200 = 300 кгм Его воспринимают n болтов в переборке толщиной 9 мм. При расстоянии между болтами 600 мм нагрузка на болты 300/0,6 = 500 кгс. Несущая способность болта 12 мм на смятие при толщине фанеры 9 мм - примерно 60 кгс. Значит нужно 8 болтов. Если увеличить толщины обеих переборок вдвое, болтов потребуется вдвое меньше.

 

Оо! Спасибо вам огромное! Вот это четко, ясно, и понятным простому колхознику языком. А то я начал читать какие-то заумные статьи по этому вопросу и вообще запутался. Еще раз спасибо, я подумаю о фанерных усиливающих накладках.

 

Я вот только попрошу простить мне мою тупость. Но вот эти 500кгс - они вообще куда действуют? на крайней правой стороне закрепляемого участка балки, и на крайней левой - по 500кгс в разные стороны? Или, грубо говоря, 250+250? Это я про "8 болтов". Хотя, если рассуждать логически - вот, мы например, взяли палку, положили один конец на кирпич, в 60 см от кирпича положили на палку груз 500кг, а свободный конец начали поднимать, прикладывая к нему 200кгс. По логике - если действие равно противодействию - на кирпич давят все те же 500кг? Хотя не, не 500. Меньше наверно. 300 (500-200)?


Сообщение отредактировал khron: 15 мая 2015 - 15:11

  • 0

#12 Папик

Папик

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 7 874 сообщений
  • Из:Можайск

Отправлено 15 мая 2015 - 15:08

сдается мне балку этого Ноева ковчега скрутит раньше чем она примет на себя расчетные ажно 300 кгм :) 

болты при этом останутся на месте, даже четыре штуки :) 


  • 1

#13 Danev

Danev

    Оффлайн

  • Инженер
  • 17 518 сообщений
  • Из:С.-Петербург
  • Судно: Полуглиссер
  • Название: Мальстрём

Отправлено 15 мая 2015 - 15:59

...  Я вот только попрошу простить мне мою тупость. Но вот эти 500кгс - они вообще куда действуют? на крайней правой стороне закрепляемого участка балки, и на крайней левой - по 500кгс в разные стороны? ...

Расчет крайне приблизительный. Предполагает, что все болты разнесены на 600 мм _по горизонтали_. Какая разница, в какой момент на какой болт подействует расчетная сила? Там полно факторов, которые ее уменьшат. Но перестраховаться не грех. Кстати да, в горизонтальной плоскости ферму придется выстроить с помощью растяжек. Принципа равнопрочности никто не отменял.
  • 0

#14 khron

khron

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 1 441 сообщений
  • Из:Ленобласть

Отправлено 15 мая 2015 - 16:09

Расчет крайне приблизительный. Предполагает, что все болты разнесены на 600 мм _по горизонтали_. Какая разница, в какой момент на какой болт подействует расчетная сила? Там полно факторов, которые ее уменьшат. Но перестраховаться не грех. Кстати да, в горизонтальной плоскости ферму придется выстроить с помощью растяжек. Принципа равнопрочности никто не отменял.

Так растяжки крест-накрест как обычно - это как бы само собой разумеется.

 

А про болты - это, стало быть, просто как минимум 12 болтов, распределенные где угодно - верно?


Сообщение отредактировал khron: 15 мая 2015 - 16:11

  • 0

#15 Danev

Danev

    Оффлайн

  • Инженер
  • 17 518 сообщений
  • Из:С.-Петербург
  • Судно: Полуглиссер
  • Название: Мальстрём

Отправлено 15 мая 2015 - 16:17

Нет, не "где угодно". Двумя группами, разнесенными на 0,6 м по горизонтали. Или меньше, но тогда болтов больше.
  • 0

#16 dreamer

dreamer

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 1 645 сообщений
  • Из:Хабаровск
  • Судно: Ямаха30
  • Название: Эрма

Отправлено 15 мая 2015 - 16:19

А можно всю схему тримарана увидеть? 


  • 0

#17 khron

khron

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 1 441 сообщений
  • Из:Ленобласть

Отправлено 15 мая 2015 - 17:59

А можно всю схему тримарана увидеть? 

Вот он в этой теме обсуждается. http://forum.katera....om-sobrat-lodku Начиная с 28 страницы есть картинки с балками и поплавками нового образца. Раньше поплавки были в 2 раза меньше, а в качестве балок использовались вообще алюминиевые трубы ф50х2 с растяжками. Ничего не сложилось и не сломалось, но теперь хочется все сделать мощнее.

 

Вот на этой картинке весь такелаж хорошо видно. Было вот так:

Изображение

 

Теперь концептуально все останется то же самое, но с другой рубкой, другими поплавками, другими балками и другой мачтой.


Сообщение отредактировал khron: 15 мая 2015 - 18:00

  • 0

#18 Папик

Папик

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 7 874 сообщений
  • Из:Можайск

Отправлено 15 мая 2015 - 19:30

 хочется все сделать мощнее

хотели как лучше а получилось как всегда :) 

круглая труба куда как прочнее на изгиб и скручивание нежели профильная квадратная труба которую "хочется".

там на картинке в конце номера три последних буквы - мне кажется что Р923Б..ля ? или правда ? :) 


  • 0

#19 Danev

Danev

    Оффлайн

  • Инженер
  • 17 518 сообщений
  • Из:С.-Петербург
  • Судно: Полуглиссер
  • Название: Мальстрём

Отправлено 15 мая 2015 - 19:34

Все круглые трубы всегда прочнее всех квадратных!
  • 1

#20 khron

khron

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 1 441 сообщений
  • Из:Ленобласть

Отправлено 15 мая 2015 - 19:37

хотели как лучше а получилось как всегда :)

круглая труба куда как прочнее на изгиб и скручивание нежели профильная квадратная труба которую "хочется".

там на картинке в конце номера три последних буквы - мне кажется что Р923Б..ля ? или правда ? :)

Всего лишь ЗВЛЯ. А прошлая лодка была ЧЛЯ))


  • 0

#21 khron

khron

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 1 441 сообщений
  • Из:Ленобласть

Отправлено 15 мая 2015 - 19:44

Все круглые трубы всегда прочнее всех квадратных!

Так ведь не суть. Я и так уже вварил распорки в треугольники - верхняя труба (40х25х2) устойчивость не потеряет, а нижнюю (25х25х2) - не порвет. Ну и вертикальные уголки для крепления балки к рубке. С носовой балкой все будет проще, так как она вся будет сплошной без вырезов. Трубы тут на изгиб как-бы не работают. Скручивание и всякая там торсионная жесткость - это вообще палка о двух концах. Мне прямоугольные трубы по жизни нравятся именно тем, что они на скручивание "мягче" круглых, и если конструкция луноходит, то они в меньшей степени стремятся повыворачивать все, что находится вокруг них.

 

Да и как мне кажется, нету смысла сравнивать алюмешку, имевшую прочность вареной сосиски, и сталььную конструкцию. Меня, шестидесятикиллограмового, эта балка, поставленная на концы - вполне держит. Те пятидесятые трубы от такого просто сложились бы.


Сообщение отредактировал khron: 15 мая 2015 - 19:49

  • 0

#22 Алексей Малышев

Алексей Малышев

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 3 729 сообщений
  • Из:Щёлково
  • Судно: швертбот 14 фут.
  • Название: ЛУКАШ

Отправлено 15 мая 2015 - 19:52

Роберт Ряйкеннен вспомнился со своими полимаранами. Квадратные балки аутригеров рисовал поставленными по ребро. Классический пример сопромата, что держат меньший изгибающий момент, нежели поставленные "параллельно и попендикулярно". Но переубедить в этом его было бесполезно. К.т.н. по электронике был. Когда в 91-м приехал в Сормово эскизным проектом аллюминиевого квадрамарама, вместе смеялись с экранопланостроителями (тогда без работы они остались) над этой системой.

Сообщение отредактировал Алексей Малышев: 15 мая 2015 - 19:53

  • 0

#23 Метчик

Метчик

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 15 331 сообщений
  • Из:москва
  • Судно: метчик
  • Название: буся

Отправлено 15 мая 2015 - 20:00

Так ведь не суть. Я и так уже вварил распорки в треугольники - верхняя труба (40х25х2) устойчивость не потеряет, а нижнюю (25х25х2) - не порвет. Ну и вертикальные уголки для крепления балки к рубке. С носовой балкой все будет проще, так как она вся будет сплошной без вырезов. Трубы тут на изгиб как-бы не работают. Скручивание и всякая там торсионная жесткость - это вообще палка о двух концах. Мне прямоугольные трубы по жизни нравятся именно тем, что они на скручивание "мягче" круглых, и если конструкция луноходит, то они в меньшей степени стремятся повыворачивать все, что находится вокруг них.

Все прямоугольные и квадратные трубы уделяться на несколько видов.

 1  Тяжеленные с толстыми стенками.Трубы хорошие но мало пригодные в судостроении из за веса.

2 С виду ничего. но по проваренные как следует.При любом изгибе лопаются шву.

3 Легкие и прочные.но на наших обычных базах их не бывает.

 

Возьмите  любую из своих труб и произведите испытания на излом и изгиб.

Мне кажется что консоль которая на Вашем  фото .развалиться в течении первого часа эксплуатации.Не забываете что вы строите не полочку в гараж а сложную конструкцию которая будет испытывать многократные и знакопеременные нагрузки многократно превышающие какие то мифические 200 кг.


  • 1

#24 khron

khron

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 1 441 сообщений
  • Из:Ленобласть

Отправлено 15 мая 2015 - 20:10

Все прямоугольные и квадратные трубы уделяться на несколько видов.

 1  Тяжеленные с толстыми стенками.Трубы хорошие но мало пригодные в судостроении из за веса.

2 С виду ничего. но по проваренные как следует.При любом изгибе лопаются шву.

3 Легкие и прочные.но на наших обычных базах их не бывает.

 

Возьмите  любую из своих труб и произведите испытания на излом и изгиб.

Мне кажется что консоль которая на Вашем  фото .развалиться в течении первого часа эксплуатации.Не забываете что вы строите не полочку в гараж а сложную конструкцию которая будет испытывать многократные и знакопеременные нагрузки многократно превышающие какие то мифические 200 кг.

Обычная нормальная труба. У меня маятник рычажной вилки моего мотоцикла сварен из точно такой же трубы. Ломы, которые были из какой-то выпендрической стали - ломал сразу оба, а мятнику - хоть бы хны. Те же самые трубы я гнул в других местах - по шву они не лопались.

 

Сейчас балка выглядит так:

Изображение


  • 0

#25 khron

khron

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 1 441 сообщений
  • Из:Ленобласть

Отправлено 15 мая 2015 - 20:14

Роберт Ряйкеннен вспомнился со своими полимаранами. Квадратные балки аутригеров рисовал поставленными по ребро. Классический пример сопромата, что держат меньший изгибающий момент, нежели поставленные "параллельно и попендикулярно". Но переубедить в этом его было бесполезно. К.т.н. по электронике был. Когда в 91-м приехал в Сормово эскизным проектом аллюминиевого квадрамарама, вместе смеялись с экранопланостроителями (тогда без работы они остались) над этой системой.

Вот фрагмент рамы моего старого надувного катамарана:

Изображение

 

Тут все трубы, действительно, стоят "ребром". Да-да, он тоже должен был "развалиться", "завязаться в узел", и тому подобное :D  Прошел 2 похода, потом был выгодно продан, ибо не понравился.

 

С балкой трима - совсем другая ситуация - там широченная ферма, и вообще пофигу, какой стороной и куда стоят эти трубы. И вопрос вообще не в балках, которые лично у меня никаких вопросов не вызывают, а в способе их крепления к фанерной переборке.

 

Балки тримарана не испытывают никаких особых знакопеременных нагрузок. Они постоянно оттянуты вверх - подветренная - водой, наветренная - вантой.


Сообщение отредактировал khron: 15 мая 2015 - 20:17

  • 0



Ответить



  


Количество пользователей, читающих эту тему: 0

0 пользователей, 0 гостей, 0 скрытых пользователей