Коли можна знехтувати ефектом власної ваги?


5

При вивченні міцності матеріалів на вступному рівні ми часто робимо п'ять спрощуючих припущень.

  1. Матеріал однорідний і ізотропний.
  2. Матеріал підкоряється закону Гука
  3. Тіло вважається призматичним
  4. Вплив власної ваги нехтують
  5. Навантаження вважається статичним навантаженням.

За яких обставин справедливо припущення 4? Коли можна знехтувати ефектом власної ваги і коли вона повинна бути включена?


2
Часто розрахунки стають складними, коли враховуються всі окремі джерела сил. Тому, щоб не придушити студентів, це часто є гарною ідеєю для спрощення речей. Насправді ваш вчитель цілком elnowened як він турбується, щоб вказати спрощення. Ви реагуєте, як типовий студент, ви вважаєте, що це спрощення применшує точність. Але насправді, швидше за все, ви не знаєте, що більшість речей, які ви коли-небудь обчислювали до цього, є грубим спрощенням, тому що це не було підкреслено.
joojaa

1
немає тяжкості = немає ваги.
Gürkan Çetin

Відповіді:


3

(Попередження: ця відповідь перекошена в статичних додатках - динамічні програми, такі як власна вага рухомого кабелю або транспортного засобу набагато складніше.) У реальних додатках, власна вага зазвичай є значною, і це досить рідко, що ви можете знехтувати його система реального світу. Однак існує ряд способів вирішення самостійної ваги з різним ступенем точності в залежності від ситуації.

Є лише декілька застосувань, де самостійну вагу можна списати повністю як незначну на основі інженерного судження. Це будуть ситуації, коли вага самостійно становить дуже невелику частину загальної ваги. Одним з прикладів, що приходить на думку, буде предмет, що вішається з троса. Вага троса може бути 5 фунтів для навантаження 5000 фунтів. Мені було б зручно ігнорувати вагу в цьому сценарії.

Основною причиною того, що в академічних вправах спокушається ігнорувати власну вагу, є те, що він додає ітеративний крок до розробки. Ви розмірите промінь, наприклад, щоб задовольнити вимогу навантаження (і якщо ви розумні, оцінка для самостійної ваги), але потім, як тільки ви вибираєте промінь і знаєте справжню власну вагу, ви повинні переоцінити структуру . Це громіздкий процес, і особливо, коли робота спрямована на конкретну правильну відповідь, як у проблемі підручника, може знадобитися багато ітерацій, щоб знайти ідеальний промінь.

Під час перевірки дизайну необхідно перевірити його на відповідність критеріям прийнятності (можливо, продиктованим відповідними кодами), включаючи власну вагу, але це не означає, що вам доведеться дотримуватися цього ітераційного процесу на всьому протязі всього проекту. Один із варіантів полягає в тому, щоб додати оцінку вашої власної ваги іншим низхідним навантаженням, які ви розробляєте, і обробити весь проект на основі збільшених критеріїв завантаження. Потім у кінці ви додаєте відповідні сили тяжіння і повертаєте ваші інші навантаження до відповідних значень для остаточних перевірок. Оскільки власна вага діє на конкретних членів, а не рівномірно, важливо, щоб ваша первісна оцінка була консервативною. Цей метод економить багато часу при ручному обчисленні речей, але тільки якщо ваша оцінка власної ваги була достатньо консервативною. Якщо ви не можете дозволити собі бути скромно консервативними у своєму дизайні, то ймовірно, що ваш дизайн не пройде остаточних перевірок.

В епоху комп'ютерного моделювання структур, звичайно, кожна ітерація майже вільна, тому додати цей додатковий крок є мало. Далі ускладнює обговорення той факт, що при регулюванні сейсмічного навантаження на нього також впливає мертвий вага, тому існує ефект другого порядку будь-якого наближення.

Отже, коротка відповідь на ваше запитання: майже ніколи не вдається повністю ігнорувати власну вагу, але є деякі хитрощі для зменшення її впливу на процес проектування.


0

Ви можете завжди включати гравітацію як додаткове навантаження (наприклад, для постійного поперечного балки, єдиного), тому - як уже згадувалося - добре, пропустити його і зберегти речі і очистити їх для кращого розуміння.

Sidenote: для багатьох структур навантаження від самої маси конструкції (і повинні бути) значно менші, ніж передбачуване навантаження. Можливо, літак не буде найкращим прикладом, але все ж (попередження про спрощення) - B747 важить близько 180 тонн порожньо, злітна маса може становити до 400 тонн (після вікі). Крила важать близько 80 тонн ( посилання ), тому навантаження, крім тяжіння, в чотири рази більше, ніж важить. Звичайно, вага не незначна, але все ж значно менша, ніж навантаження.

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.