Расчет поступательно движущихся систем

Определим напряжения в канате грузоподъемного механизма, к которому подвешен груз массой m (рис. 15.2).

При равномерном подъеме с постоянной скоростью ускорение движения груза равно нулю, поэтому напряжения в канате такие же, как и в том случае, когда груз висит на канате в состоянии покоя, т. е. σ=mg/G, где g - ускорение силы тяжести.

Рис. 15.2.

Во время разгона движение груза неравномерно, и в канате появляются дополнительные напряжения, для определения которых мысленно остановим груз и приложим к нему силу инерции. Эта сила направлена в сторону, противоположную движению груза и равна

,

где v - скорость подъема; w - ускорение.

Наибольшее усилие в канате соответствует моменту максимального ускорения груза во время разгона:

.

Следовательно, максимальное напряжение в канате при подъеме груза

.

больше напряжений при статическом приложении груза σcn=mg/F в kд раз; коэффициент

называется динамическим коэффициентом.

Таким образом, для уменьшения растягивающего усилия в канате необходимо обеспечить плавное увеличение скорости подъема, так как при больших ускорениях напряжения в канате могут стать значительными. График изменения скорости в период разгона должен иметь вид, представленный на рис. 14.3. Тангенс наибольшего угла α наклона касательной к этой кривой определяет максимальное ускорение движения груза во время подъема.

Рис. 14.3.

При опускании груза в начале движения величина w=dv/dt в выражении для kд будет иметь отрицательный знак. Следовательно, напряжения в канате в этом случае будут меньше напряжений от статического действия груза m.

Если канат длинный, то следует учесть массу самого каната и силы инерции его частиц. В этом случае опасным будет верхнее сечение каната, усилие в котором

,

где x - длина каната; ρ - плотность материала каната.

Рассмотрим горизонтальный брус, поднимаемый вверх силой S, приложенной посредине бруса (рис. 14.4,а).

Интенсивность полной погонной нагрузки, состоящей из собственного веса q бруса и инерционной нагрузки pi, определяется по формуле (рис. 14.4, б, в)

или

,

где G - вес бруса, w - ускорение бруса.

Рис. 14.4.

Сила S и нагрузка qсумм вызывают изгиб бруса. Эпюры изгибающих моментов M и поперечных сил Q показаны на рис. 14.4, г, д.



 Предыдущая  Расчет поступательно движущихся систем  Следующая 
 
Наш сайт работает на Sapid CMS
Яндекс цитирования
FEA.RU - Расчеты прочности, CAD/FEA/CFD/CAE Технологии, КЭ механика