Сообщений в теме: 56

[Mihhha]

Всем привет.

 

Господа, столкнулся с проблемой, не могу найти справочной информации по расчету конструкций балок катамаранов из композитов. Делать по принципу "побольше слоев стекла, потолще размеры" не сильно хочется, боюсь не угадать

Возможно, кто-то уже прикидывал, или приходилось считать, на кат 6-и метровой ширины? Если поделитесь - буду очень признателен.

 

Спасибо.

[Игорь К.]

Всем привет.

 

Господа, столкнулся с проблемой, не могу найти справочной информации по расчету конструкций балок катамаранов из композитов. Делать по принципу "побольше слоев стекла, потолще размеры" не сильно хочется, боюсь не угадать

Возможно, кто-то уже прикидывал, или приходилось считать, на кат 6-и метровой ширины? Если поделитесь - буду очень признателен.

 

Спасибо.

Наверное это можно использовать как полуфабрикат, с расчётами наверное смог бы помочь ЮЛА,

если из двух балок сделать коробку то наверное выдержит много... http://www.best-fane...-perekritiy.htm

[amariner]

Для статического состояния (на динамику добавите столько же)

1. рассчитываете балку на макс. изгибающий момент от давления мачты  М=Р*L/4 (N*м)

Р = давление мачты (N) =0,8 водоизмещения

L = длина пролета балки (м)

2. рассчитываете потребный момент сопротивления балки W=M/σ (см3)

  M - рассчитанный выше момент

  σ - предел прочности материала балки на растяжение или сжатие (N/мм2) ( взять что меньше)

3. берете какое-то произвольное разумное сечение балки и считаете его момент сопротивления (по справочнику конструктора),

4. сравниваете с потребным моментом, высчитанны вами по пункту.2

если больше или меньше, изменяете размеры балки (высоту стенок, их толщину ит.д.) и пересчитываете пока не получите требуемую цифру.

[Игорь К.]

Для статического состояния (на динамику добавите столько же)

1. рассчитываете балку на макс. изгибающий момент от давления мачты  М=Р*L/4 (N*м)

Р = давление мачты (N) =0,8 водоизмещения

L = длина пролета балки (м)

2. рассчитываете потребный момент сопротивления балки W=M/σ (см3)

  M - рассчитанный выше момент

  σ - предел прочности материала балки на растяжение или сжатие (N/мм2) ( взять что меньше)

3. берете какое-то произвольное разумное сечение балки и считаете его момент сопротивления (по справочнику конструктора),

4. сравниваете с потребным моментом, высчитанны вами по пункту.2

если больше или меньше, изменяете размеры балки (высоту стенок, их толщину ит.д.) и пересчитываете пока не получите требуемую цифру.

Абалдеть, ширина ката 6м, вы что не можете нарисовать в размерах?, а почему длина балки делиться на 4,  ведь мачта стоит посередине,А?

[Mihhha]

 

Для статического состояния (на динамику добавите столько же)

1. рассчитываете балку на макс. изгибающий момент от давления мачты  М=Р*L/4 (N*м)

Р = давление мачты (N) =0,8 водоизмещения

L = длина пролета балки (м)

2. рассчитываете потребный момент сопротивления балки W=M/σ (см3)

  M - рассчитанный выше момент

  σ - предел прочности материала балки на растяжение или сжатие (N/мм2) ( взять что меньше)

3. берете какое-то произвольное разумное сечение балки и считаете его момент сопротивления (по справочнику конструктора),

4. сравниваете с потребным моментом, высчитанны вами по пункту.2

если больше или меньше, изменяете размеры балки (высоту стенок, их толщину ит.д.) и пересчитываете пока не получите требуемую цифру.

 

 

Суть понял. Огромное спасибо!

 

Но вот, как раз динамика и волнует больше всего. Нагрузка в сравнении со статикой, ведь в разы отличаться будет? 

Сообщение отредактировал Mihhha: 12 июня 2014 - 10:54

[Mihhha]

Сегодня приходил хороший знакомый, который собственно и заразил пенопластовыми сендвичами... тыкая пальцем по тридэшке насоветовал, в некоторых местах добавить пенопласта (размером примерно 150*200) умотанного в 10-15 слоев ткани.... и не париться с расчетами, типа и так пойдет >_<  

 

А мозг настолько зае... справочниками, что уже готов согласиться, забить и клеить/шлифовать... что думаете?

 

Сообщение отредактировал Mihhha: 12 июня 2014 - 20:56

[lop]

Ну, пенопласт как формообразующая основа для намотки ткани, это понятно. Для сугубой непотомляемости, ежели перевернётся вдруг катамаран, опять же спрямлять легче, если в пластиковые трубы-балки вода не наливается. Тока при чём тут слово сэндвич - моя не понимайт.

[Mihhha]

Ну, пенопласт как формообразующая основа для намотки ткани, это понятно. Для сугубой непотомляемости, ежели перевернётся вдруг катамаран, опять же спрямлять легче, если в пластиковые трубы-балки вода не наливается. Тока при чём тут слово сэндвич - моя не понимайт.

 

Так сэндвич он и есть )) Слой стекла, слой пенопласта

 

Вопрос в прочности балок... мы ж ненормальные - начинать потихоньку/помаленьку решили что скучно, надо всё сразу, а опыта в этом деле ноль

Сидим вот, с ненаглядной - два гуманитария, и справочники по сопромату курим

 

На днях уже пенопласт порезанный ЧПУхой приедет, а как его собирать и где сколько слоев клеить, пока не придумали ) 

[lop]

Сэндвич это слой лёгкого заполнителя между двумя слоями тонких жёстких пластин малой кривизны. В этой конструкции заполнитель воспринимает небольшие в общем нормальные напряжения, возникающие при изгибе наружных пластин, не позволяя одной из них потерять устойчивость при сжатии. То, что у вас на рисунке - это балки с сечением в виде замкнутого контура, а не пластины; при их изгибе нормальные напряжения воспринимаются боковыми стенками, так что пенопласт никакой конструкционной нагрузки воспринимать не будет - его жёсткость ничтожна по сравнению с жёсткостью боковых стенок. Пока лодка не перевернулась, это будет просто балласт, мёртвый груз, хотя и невеликий. Равным образом появляющиеся то тут, то там на форуме домашние рецепты "улучшения" сэндвича в виде подкрепления его рёбрами жёсткости из реек, или каких-то поперечных слоёв стекла, свидетельствуют лишь о том, что люди не понимают сам принцип работы сэндвича, в чём его преимущества, и где его имеет смысл использовать. 

[Mitry]

можно считать что заполнитель не работает на растяжение, его задача - связать друг с другом несущие слои за счет касательных напряжений. Заполнитель как стенка в двутавровой балке, только более легкая.

 

 

catcatc.jpg

если красным выделены силовые элементы, то такой вариант никуда не годится

[Mihhha]

 

если красным выделены силовые элементы, то такой вариант никуда не годится

 

Вот и верь потом авиаторам-самодельщикам )) 

[Mitry]

была ведь книга Крючкова по катамаранам. http://padabum.com/d.php?id=18181  Наверняка там что-то было про мост катамарана и прочность. Страница 205 - конструкция моста. Стр 238 - прочность

[lop]

можно считать что заполнитель не работает на растяжение, его задача - связать друг с другом несущие слои за счет касательных напряжений. Заполнитель как стенка в двутавровой балке, только более легкая.

если красным выделены силовые элементы, то такой вариант никуда не годится

Если у двутавровой балки отрезать стенку и вместо неё приклеить пенопласт по всей ширине балки, то балка получится, конечно, более лёгкая, но изгибная жёсткость её, равно как и прочность, будет мизерной в сравнении с нормальной двутавровой балкой. То есть смысл замены стенки пенопластом теряется. А если мы в такой "сэндвичевой балке" с боков приклеим стенки из основного несущего материала, как у полок, то потеряется смысл в пенопласте, то есть это опять будет не сэндвич, а уже прямоугольная труба, внутри которой нипихано ваты, типа для прочности.

 

Вариант годится, только его совершенно напрасно обозвали сэндвичем - это не сэндвич.

[Mitry]

Если у двутавровой балки отрезать стенку и вместо неё приклеить пенопласт по всей ширине балки, то балка получится, конечно, более лёгкая, но изгибная жёсткость её, равно как и прочность, будет мизерной в сравнении с нормальной двутавровой балкой.

Почему? Момент инерции практически тот же, а с ним и жесткость. Можно отделить стенку от полок в двутавровой балке и рассмотреть их равновесие - работа стенки - передать усилия с одной полки на другую за счет сдвига и не потерять при этом устойчивость.

[greylonly]

catcatc.jpg

При заявленой Ширине в 6м:
- Горизонтальный участок Балки будет в 4м
- Площадь Парустности... около 60кв.м.
........
Для Ветра в 20мс точечная нагрузка в Месте Мачты около 2.5тонн
Это ДВЕ Сосновые доски 20х5см поставленые рядом будут прогибаться на 5см. Про "пенопласт" даже не мечтайте.
..............
Это Приблизительная раскладка как в Вашем случае, Мачта стоИт на Рубке, Пяртнерса и никаких перегородок в Рубке НЕТ. По крайней мере у Вас на рисунке их нет.

[lop]

Почему? Момент инерции практически тот же, а с ним и жесткость. Можно отделить стенку от полок в двутавровой балке и рассмотреть их равновесие - работа стенки - передать усилия с одной полки на другую за счет сдвига и не потерять при этом устойчивость.

Пенопласт не сможет воспринимать те же сдвиговые напряжения, что и стойка двутавровой балки

[Mihhha]

При заявленой Ширине в 6м: - Горизонтальный участок Балки будет в 4м - Площадь Парустности... около 60кв.м. ........ Для Ветра в 20мс точечная нагрузка в Месте Мачты около 2.5тонн Это ДВЕ Сосновые доски 20х5см поставленые рядом будут прогибаться на 5см. Про "пенопласт" даже не мечтайте. .............. Это Приблизительная раскладка как в Вашем случае, Мачта стоИт на Рубке, Пяртнерса и никаких перегородок в Рубке НЕТ. По крайней мере у Вас на рисунке их нет.

 

Спасибо!

 

А я, дурной, еще надеялся прикинуть так, чтобы балка не прямой была, места в каюте побольше освободить - а то поперек так некрасиво лежит шо ппц...  )) 

 

Видимо, я все-таки что-то не догоняю.

Прикинул 20м/с для 60 кв.м. По справочникам - 240 Н, на квадратный метр. Итого 14 400 Н, затолкал схему в ФорсЭффект, он выдал под 9 тонн (( 

 

 

Хотя... про 20 м/с, у нас МЧС начинает смски с предупреждениями рассылать )) скорее всего, реально 2,5 тонн хватит за глаза... 

Сообщение отредактировал Mihhha: 13 июня 2014 - 01:18

[amariner]

Несколько упрощенно технически дело выглядит так:

длина балки 4м

водоизмещение 3.5т=34300N

Изгибающий момент М=34300*4/4=34300Nm

Потребный момент сопротивления балки W=M/σ

σ у стеклопластика по ABS 117N/mm2, по правилам для стеклопласт, конструкций запас по прочности нужно взять  четырехкратным  от σ предела прочности , т.е. 30N/mm2

тогда W=34300/30= 1143cм3

Балка сечением скажем 400х200 с толщиной стенки 10мм имеет момент сопротивления 1218см3, сравниваем с потребным 1143 см3 и понимаем. что такого размера стеклопластиковая балка обеспечит прочность при статической нагрузке от давления мачты (натяжения вант, фалов и т.д.)

добавлять на динамику можно до бесконечности, надо смотреть как это делается практически, я не по катам вообще.

[Mitry]

Пенопласт не сможет воспринимать те же сдвиговые напряжения, что и стойка двутавровой балки

 

почему? Там "площадь" большая. По крайней мере в трехслойных оболочках сдвиговые напряжения в заполнителе - порядка интенсивности распределенной нагрузки

[lop]

почему? Там "площадь" большая. По крайней мере в трехслойных оболочках сдвиговые напряжения в заполнителе - порядка интенсивности распределенной нагрузки

...а распределённая нагрузка на оболочку (если это сэндвичевая оболочка) малая. Вы всерьёз полагаете, что если у рельса вырезать стенку и приклеить к полкам брусок пенопласта (плотного!) хоть какой ширины, то полученый "сэндвичевый рельс" будет обладать изгибной жёсткостью и прочностью, близкими к исходным характеристикам?

[greylonly]

Потребный момент сопротивления балки W=M/σ σ у стеклопластика по ABS 117N/mm2, по правилам для стеклопласт, конструкций запас по прочности нужно взять  четырехкратным  от σ предела прочности , т.е. 30N/mm2

Коллега, Сигма не "жидковата"?

[Алексеев В.М.]

Для некоторых конструкций применяют фермы. Но в любом случае не считают толщины в "слоях". Танцуют от восстанавливающего момента.  Учитывают работу других поперечных связей (можно их учесть в запас прочности). Стеклопластик, как и дерево, при намокании ослабевает. Тоже учитывают в расчёте.

Мы когда-то и где-то применяли для трёхслойных конструкций армированный пенопласт. Ну, вспомним, что пенопласт ПХВ2 покрепче ПСБ, а ПХВЭ вообще эластичный.

Сообщение отредактировал Алексеев В.М.: 13 июня 2014 - 12:05

[amariner]

вот сигма по ABS и по укр регистру.

по последнему нужно ввести еще кучу редукционных коэффициетов на потерю прочности (от старения, набора воды, неправильной технологии укладки, и проч. и даже на усталость от стояния на опорах на берегу),

Прикрепленные изображения

• 
• 

[Mitry]

...а распределённая нагрузка на оболочку (если это сэндвичевая оболочка) малая. Вы всерьёз полагаете, что если у рельса вырезать стенку и приклеить к полкам брусок пенопласта (плотного!) хоть какой ширины, то полученый "сэндвичевый рельс" будет обладать изгибной жёсткостью и прочностью, близкими к исходным характеристикам?

 

вас пугают собственные представления - "рельс железный и тяжелый", "пенопласт легкий и непрочный". Все нужно считать. Нужно определить напряжения в заполнителе. Многие вещи нам кажутся неверными потому что мы не сталкивались с альтернативами, ощущения нас подводят.  

[lop]

вас пугают собственные представления - "рельс железный и тяжелый", "пенопласт легкий и непрочный". Все нужно считать. Нужно определить напряжения в заполнителе. Многие вещи нам кажутся неверными потому что мы не сталкивались с альтернативами, ощущения нас подводят.  

Меня не пугают мои представления. Стеклопластик не железный, но тоже тяжёлый. И вдобавок, прочный. А пенопласт, да, легкий и непрочный. И в чем косяк моих представлений? Рельс я привёл просто для наглядности, вы же о материале двутавра или полок "сэндвичевой балки" ничего не говорили? Меня удивляют люди, которые сначала говорят, что заменой стенки двутавра пенопластом мы получим ту же жёсткость/прочность балки, а потом говорят, что всё надо считать. Так посчитайте. Мне считать сэндвичевый двутавр резона нету, потому что использовать такую вещь я ни за что не стану - сделаю стеклопластиковый двутавр или его аналог, если нужна будет балка. А сэндвич буду использовать там, где ему и место - большие поверхности, воспринимающие небольшую распределённую нагрузку.