Làm thế nào tôi có thể tính toán khả năng uốn cong của các ống nhôm?

Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: thật đáng buồn khi không phải là kỹ sư (tôi hy vọng đây là nơi phù hợp cho câu hỏi của tôi. Xin vui lòng cho tôi biết nếu không phải vậy).

Tôi đang thiết kế một cái lều. Tôi biết hầu hết các kích thước của nguyên mẫu đầu tiên tôi muốn xây dựng, nhưng tôi đang vật lộn với các cực.

Đừng bận tâm đến những dòng ngắn

Khi chèn các cực vào các vòng ở các điểm cực của đế lều (tấm nền), chúng uốn cong để tạo thành hình dạng của lều, như chúng ta có thể thấy trong video ném bóng 2 tầng của Naturehike Cloud Up .

Trong thiết kế của tôi, tôi cần có khả năng dự đoán các cực sẽ có thể uốn cong bao nhiêu ( bao xa ). Tôi rất thích sử dụng cột Syclone của Easton , nhưng tôi nghi ngờ họ sẽ bán chúng cho tôi. Vì vậy, tôi quan tâm đến các cực nhôm như thế này:

Biết điều này là cần thiết cho dự án của tôi, bởi vì khả năng uốn cong của các cực sẽ quyết định rất nhiều khía cạnh của thiết kế (ví dụ như chiều dài các phần cực chẳng hạn).

Vì vậy, câu hỏi của tôi là: làm thế nào tôi có thể dự đoán (hoặc mô phỏng [điều đó thật tuyệt vời]) khả năng uốn cong của các cực của tôi? Bất kỳ đề nghị được hoan nghênh vô cùng.

Như đã nói câu hỏi này cho vay để kiểm tra thực nghiệm tốt hơn.

nếu bạn cần tính toán diện tích I hoặc giây của đường ống:

$I_x = \pi (D^4-d^4)/64$

Trong đó D là bán kính bên ngoài và, d là bên trong.

Và E là mô đun Young của phèn cụ thể mà bạn sử dụng, bạn có thể tìm thấy nó trong bảng dữ liệu của nhà sản xuất.

Chỉnh sửa

Vì vậy, hãy giả sử như một ví dụ, chúng tôi chọn các ống nhôm có độ dày 1/2 inch bằng 1/16 inch 6061-T6 với E = 10000ksi và mang lại 40000psi.

Đầu tiên, chúng tôi xác định. C = 1/2 đường kính = 1/4 inch,

$I=\pi( \frac{ 1}{2}^4-\frac{3}{8}^4)=0.0209inch^4$

từ đây, chúng ta tìm thấy M và cắm nó vào câu trả lời ban đầu và tìm bán kính R với hệ số an toàn là 1,25%.

Và đối với sự tương tự, chúng tôi giả sử phần chồng chéo của ống là cứng và không uốn cong.

Ở cơ bản nhất có hai thuộc tính chính bạn cần xem xét.

Ứng suất năng suất của vật liệu xác định mức độ căng thẳng của các cực sẽ mất trước khi chúng bị biến dạng vĩnh viễn. Mô đun đàn hồi (Mô đun trẻ) xác định khoảng cách chúng sẽ uốn cho một tải nhất định.

Để tính toán ứng suất và độ võng, bạn sẽ cần bắt đầu với các phương trình uốn chùm. https://www.engineersedge.com/beam_bending/beam_bending9.htm Chỉ cần tính toán độ cong tối đa, có lẽ tốt nhất để coi nó là một canilever với tải ở một đầu.

Bạn cũng sẽ cần đường kính trong và ngoài của ống để tính mô men quán tính (hay còn gọi là giây thứ hai của diện tích).

Điều này hơi phức tạp bởi thực tế là các khớp sẽ có độ cứng khác nhau với phần còn lại của cột, do đó bạn có thể tính toán tốt nhất cho một chiều dài và làm việc với bán kính kết quả.

Điều này không tính đến các tải trọng khác trên các cực nhưng ít nhất sẽ cung cấp cho bạn một thứ tự cường độ.

Tương tự, thường là một ý tưởng tốt để xem xét các thiết kế hiện có để có được một ý tưởng về những gì là khả thi.

Tôi cũng sẽ nhắc lại lời khuyên trong các ý kiến ​​rằng trừ khi bạn thực sự biết những gì bạn đang làm thử nghiệm thực tế có thể sẽ được sử dụng thực tế hơn so với phân tích lý thuyết.

Bạn cũng có thể muốn xem xét vật liệu tổng hợp. Chắc chắn GRP có sẵn dưới dạng que và ống đúc sẵn và không quá đắt,