Tải căng thẳng ống tròn

Tôi có một ống có tiết diện tròn, ống này nhô ra khỏi mặt đất theo chiều dọc cho một phần, sau đó vòng cung sang một bên. Ở cuối ống, một tấm phẳng được gắn vào đầu của nó. Vòng cung có bán kính không đổi nhưng không nhất thiết phải uốn cong 90 độ. (tức là góc của tấm phẳng với mặt phẳng đất không nhất thiết là 90 độ). Làm thế nào bạn sẽ đi về tính toán, bằng tay, tấm phẳng có thể giữ được bao nhiêu trước khi ống uốn cong vượt quá điểm sản lượng của nó.

Giả sử tất cả các hình học được biết đến và các tính chất vật liệu được biết và không đổi.

Tôi đã nghiên cứu giải pháp bằng cách sử dụng kết hợp các công thức từ sách Roarks. Nhưng, tôi muốn xem những người khác sẽ tiếp cận vấn đề này như thế nào. "Giải quyết bằng FEA" không phải là câu trả lời tôi đang tìm kiếm, mà là cách tiếp cận tính toán tay chính xác hợp lý.

Chỉnh sửa: -dimensions và hướng tải được thêm vào

Kích thước ống gần đúng:

Dọc thẳng: 1m

Bán kính vòng cung phần 'Bent': 125mm

Đầu phẳng, 10 độ xuống sàn

Ống OD - 25 mm

ID ống - 23mm

Hướng tải sẽ ở trục z âm tức là chỉ tải trọng lực.

structural-analysis stresses

— Dầu diesel
nguồn

Bao gồm một bản phác thảo sẽ giúp làm rõ vấn đề của bạn và chỉ định biến nào có sẵn hoặc được quan tâm

— BarbalatsDilemma

Biết ít nhất kích thước tương đối của vòm với đường kính ống là hoàn toàn cơ bản. Không có điều đó, câu hỏi trở nên không thể trả lời: một vòm dài có thể được phân tích như một yếu tố tuyến tính; một vòm chặt không thể.

— Wasabi

Ngoài ra, tải sẽ được áp dụng như thế nào? Luôn luôn thẳng đứng (tải trọng) hoặc vuông góc / song song với tấm?

— Wasabi

Trong những điều kiện nào sẽ được phép coi phần cong là tuyến tính? Tôi đang cố nhớ nhưng có một quy tắc nào đó gợi ý các điều kiện cho sự đơn giản hóa đó không? (chỉnh sửa đang được tiến hành với một hình ảnh)

— Diesel

$M=\sigma\cdot s$

và

S = = π \frac{d_{o}^{4} - d_{tôi}^{4}}{32 \cdot d_{o}^{2}},

$s=\pi\frac{d_o^4-d_i^4}{32\cdot d_o^2},$

$d_i$ $d_o$

Một sơ đồ chi tiết hơn về phần đính kèm của bài vào tấm đế hoặc cấu hình của tấm ở trên cùng sẽ cho phép quan sát và kiểm tra chi tiết hơn về độ vênh cục bộ, cắt, tải bình thường.

Tôi đang thêm sự làm rõ này là chế độ của sự thất bại.

Đường ống sẽ bắt đầu quay ngược chiều kim đồng hồ và trải qua độ lệch đàn hồi sẽ thêm vào cánh tay đòn, nhưng khi chúng ta thêm tải thẳng đứng, nó sẽ sinh ra từ cơ sở đã có thời điểm uốn lớn nhất xấp xỉ m = P.16 cm.

— kamran
nguồn

Mặc dù tôi biết câu hỏi đặc biệt hỏi về năng suất, tôi sẽ không ngạc nhiên nếu điều kiện kiểm soát ở đây thay đổi.

— Wasabi

@Kamran Tôi đã chỉnh sửa câu trả lời của bạn, vui lòng kiểm tra xem đó có phải là điều bạn muốn bày tỏ không.

— MrYouMath

@Wasabi, oằn mình thường rất quan trọng trong trường hợp đỉnh cột bị hạn chế về sau. Trong cột cờ và tải cuối miễn phí như trường hợp này, nó không phải là. Tuy nhiên, khóa địa phương dưới tải trọng tập trung nên được kiểm tra.

— kamran

Tôi có thể nói rằng hiện tượng vênh có nhiều khả năng xảy ra với điều kiện không có cố định do chiều dài hiệu quả tăng lên. Buckling không xảy ra trong cột cờ do thiếu tải dọc. Tuy nhiên, trong trường hợp của OP, chúng tôi có tải trọng thẳng đứng ở trên cùng. Do đó độ cứng của độ cố định cơ sở là rất quan trọng trong việc đánh giá tính ổn định của cấu trúc này.

— Robbie van Leeuwen