Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Оценка устойчивости работы нетипичных
ОБЪЕКТОВ К ВОЗДЕЙСТВИЮ УДАРНОЙ ВОЛНЫ
Если элемент объекта или объект не является типичным и в таблицах отсутствуют данные для них, то характер разрушений можно рассчитать, зная действующие нагрузки, а также габариты и. прочностные характеристики объекта. При проведении оценочных расчетов по устойчивости достаточно знать наибольшие силы, действующие на здания, элементы оборудования и технику. При этом в зависимости от габаритов и особенностей конструкции степень разрушений будет определяться силой убыточного давления, либо силой скоростного напора, либо совместным действием обеих сил. 1. На большие здания, имеющие значительную площадь стен и требующие для их обтекания ударной волной и уравновешивания давления со всех сторон некоторого времени, основное действие оказывает избыточное давление отраженной волны ∆Pотр, кПа, которое определяется по формуле: , (1) где P 0 – атмосферное давление, кПа. Если считать, что ∆Pотр равномерно приложено по всей стене, расположенной перпендикулярно распространению фронта ударной волны, то сила давления, кН, на здание определяется как Р = DРотр ∙ S, (2) где S –площадь стены, м2. Вычисляя эту силу при различных значениях ∆PФ и зная прочностные характеристики здания (сооружения), можно определить степень его повреждения и разрушения.
2. Для сооружений, оборудования и предметов небольших размеров (антенна, дымовая труба, опора ЛЭП, трансформатор, прибор, станок, автомашина, вагон, мачта и т.д.), быстро обтекаемых ударной волной, наибольшую опасность представляет скоростной напор воздуха ∆Pск, движущегося с достаточно большой скоростью V за фронтом ударной волны. Величина этой скорости рассчитывается по уравнению: , (3) где С 0 – скорость звука в воздухе, при нормальных условиях С 0= 340 м/с; ∆PФ – избыточное давление, кПа; P 0 – атмосферное давление, кПа. Для приближенных расчетов значение этой скорости определяют как: V» 2 ∆Pф. (4) Давление скоростного напора ∆Pск определяется по формуле: . (5) Графическая зависимость ∆Pск = f (∆PФ) приведена на рис. 2. Помножив ∆Pск на площадь миделя[*] S обтекаемого предмета и на коэффициент аэродинамического сопротивления Сх, получим смещающую силу, кН:
Рсм = Сх ∙ S ∙ ∆Pск. (6) Коэффициент аэродинамического сопротивления Сх, зависит от формы тела, ориентации его относительно ударной волны и от скорости движения воздуха. Величины Сх для тел различной формы приведены в прил. 3. Если тело имеет сложную форму составленную из тел, приведенных в прил. 3, то примерное значение Сх(сл) тела сложной формы определяется: , (7) где Схi – коэффициент аэродинамического сопротивления данной части тела; Si – площадь миделя этой части тела. Сила Рсм прикладывается в центре тяжести площади S (в центре давления предмета).
МЕТОДИКА ОЦЕНКИ УСТОЙЧИВОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ ОБОРУДОВАНИЯ И ТЕХНИКИ
Действие ударной волны на небольшие предметы, элементы оборудования и техники может привести: – к смещению предметов относительно оснований или к их отбрасыванию; – опрокидыванию предметов; – ударной перегрузке, то есть мгновенному инерционному разрушению элементов объекта.
Смещение предметов
Предмет (станок, прибор, трансформатор, автомашина и т. п.) сдвинется со своего места, если смещающая сила Рсм будет превосходить силу трения Fтр и горизонтальную составляющую силы крепления Q (рис. 3), то есть Рсм ³ Fтр + Q, (8) где Ftp = f ∙ G = f ∙ m ∙ q; f – коэффициент трения (прил. 4); G – вес оборудования, Н; m – масса оборудования, кг; q – ускорение свободного падения, равное 9,8 м/с; Q – суммарное усилие болтов, работающих на срез, Н. Для незакрепленного оборудования (Q = 0) смещение наблюдается при Рсм ≥ Fтр. Зная силу трения, можно найти давление скоростного напора воздуха ∆Рск: Рсм ∙ Сx ∙ S ³ f ∙ G, отсюда . (9) По величине ∆Рск, используя формулу (5) или график (рис. 2), находим предельное избыточное давление ∆Рфlim, при котором предмет ещё не смещается относительно основания. При ∆Рф ≥ ∆Рфlim предмет смещается относительно основания. Смещение предмета может сопровождаться слабыми, а порой и средними повреждениями, поэтому необходимо решать вопрос об обеспечении неподвижности предмета, то есть закреплении его к фундаменту или основанию. В случае, когда смещающая сила значительно превосходит силу трения (Рсм >> Fтр), незакрепленные предметы могут отбрасыватъся набольшие расстояния, что может сопровождаться соударениями с другими предметами и резким повышением степени повреждений.
Пример 2.
Определить ∆Рфlim(см), не вызывающее смещение незакреплённого вертикально-фрезерного станка относительно бетонного основания. Длина станка L = 1000 мм, ширина b = 900 мм, высота h = 1800 мм, масса m = 800 кг.
Решение.
1. Определяют предельное значение скоростного напора, не приводящее к смещению станка, по формуле (9) , где S = b ∙ h; f = 35 (по прил. 4), Сх =1,3 (по прил. 3), тогда = 1300 Па = 1,3 кПа. 2. По величине ∆Рск =1,3 кПа по графику (рис. 2) находят ∆Рфlim(см) = 20 кПа.
Вывод: При Рф >20 кПа ударная волна вызовет или отбрасывание станка, соответствующее слабым, средним, сильным или полным его разрушением (прил. 2).
Опрокидывание оборудования
Высокие предметы (башенные краны, вертикальные станки, высокие приборы, опоры ЛЭП, дымовые трубы и т.п.) под воздействием ударной волны могут опрокидываться (сваливаться) и сильно разрушаться. Смещающая сила Рсм, действуя на плечо Z, будет создавать опрокидывающий момент, а вес оборудования G на плече L /2 и реакция крепления Q на плече L – стабилизирующий момент (рис. 4). Условием опрокидывания закрепленного оборудования является превышение опрокидывающего момента над стабилизирующим, то есть , (10) а для незакрепленного предмета: , (10а) Считаем, что точка приложения силы Рсм находится в центре площади стороны S предмета. Реакция крепления Q определяется как суммарное усилие болтов, работающих на разрыв. Из неравенства (10) определяем смещающую силу , (11) Определяем давление скоростного напора воздуха DРск ещё не вызывающее опрокидывания оборудования, с использованием формул (6) и (11): ∆Pск ∙ Сх ∙ S = , отсюда ∆Pск ³ . Для незакрепленного предмета Q = 0, тогда ∆Pск ³ . (12) По значению ∆Рск на графике (рис. 2) находим ∆Рфlim, при котором предмет ещё не опрокинется. При ∆Рф > ∆Рфlim предмет опрокинется и получит сильные повреждения.
Пример 3.
Найти предельное значение избыточного давления ∆Рфlim(оп), при котором незакреплённый вертикально-фрезерный станок не опрокинется. Длина станка L = 1000 мм, ширина b = 900 мм, высота h = 1800 мм, масса m = 800 кг. Решение. ∆Pск lim(оп) = = = = = =207 Па = 2,7 кПа, По величине ∆Рск lim(оп) = 2,07 кПа из графика (рис. 2) находим ∆Р ф lim(оп) = 25 кПа. Вывод. При ∆Рф > 25 кПа ударная волна опрокинет станок что приведёт к сильным или полным его разрушениям (рис. 2).
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-26; просмотров: 460; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.220.253.4 (0.013 с.) |