UKLADY PRETOWE_OBLICZENIA WYTRZYMALOSCIOWE_

UWAGA- JEŚLI W PARAMETRACH SĄ RÓZNICE DATY, STRON, WYDAWNICTWA ITP. PATRZ ZAWSZE NA OPIS AUKCJI ON JEST NAJWAŻNIEJSZY.

OPIS

Autor

Krzysztof Magnucki

Wacław Szyc

Tytuł

Układy prętowe o cienkościennych przekrojach otwartych

obniżenia wytrzymałościowe

Rok wydaniaWydawnictwoilustracje zdjęcia rysunkiStronOkładka, oprawaStan i inne informacje1997UZtak122miękkaNOWAOpis

WSTĘP

Cienkościenne konstrukcje prętowe znalazły szerokie zastosowanie w budo­wie maszyn oraz budownictwie. Najczęściej są to ramy nośne pojazdów ciężkich maszyn roboczych, dźwignic lub szkielety budynków przemysłowych. Podsta­wową zaletą tych konstrukcji jest zdolność do przenoszenia znacznych obciążeń przy niewielkiej ich masie. Współczesne projektowanie konstrukcji uwzględnia szczegółową analizę wytrzymałościową oraz optymalny dobór parametrów geo­metrycznych przekrojów. Niezbędna jest więc znajomość mechaniki prętów cienkościennych. H. Wagner w 1929 r. opracował podstawy współczesnej teorii skręcania nieswobodnego pręta cienkościennego o przekroju otwartym. Wpro­wadził hipotezę nieodkształcalności przekrojów poprzecznych w ich płaszczyź­nie i podał prawo rozkładu naprężeń normalnych w tych przekrojach dla skręca­nia nieswobodnego. W. Z. Własow w 1936 r. uporządkował teorię prętów cien­kościennych na podstawie teorii powłok i podał szereg nowych rozwiązań.

Kontynuacją tej tematyki w Polsce zajmował się J. Rutecki [5]. Współczesne ujęcia statyki prętów cienkościennych o przekroju otwartym w polskiej literatu­rze zawarte są m.in. w opracowaniach monograficznych Z. Brzeski [l] oraz S. Weissa i M. Giżejowskiego [6]. Brzeska skupił głównie uwagę na mechanice pręta cienkościennego ze szczególnym uwzględnieniem różnego rodzaju naprę­żeń występujących przy różnorodnych jego obciążeniach. Weiss i Giżejowski natomiast na podstawie statyki rozwinęli istotne zagadnienia związane ze sta­tecznością prętów cienkościennych o przekroju otwartym. Zastosowanie tech­niczne tej teorii w obliczeniach wytrzymałościowych ram i nadwozi pojazdów przedstawił w swej monografii F. Romanów [4], który po wprowadzeniu teore­tycznym pokazał szereg współczesnych zastosowań, w tym także analizę węzłów ram. Przedstawił również wyniki wieloletnich badań w tej dziedzinie.

Mimo iż teoria ta znana jest od wielu lat, jej stosowanie w praktycznej anali­zie konstrukcji prętowych było ograniczone. Przyczyna tkwi m.in. w braku przy­stępnych opracowań w literaturze z tej dziedziny, które można by zastosować szerzej w praktyce projektowej. Autorzy mają nadzieję, że niniejsza książka uprzystępni nieco problematykę obliczeń wytrzymałościowych konstrukcji prę­towych z uwzględnieniem teorii prętów cienkościennych. Tradycyjne metody obliczeniowe na ogół nie uwzględniają wynikających ze wspomnianej teorii efektów giętno-skrętnych i nie zapewniają wystarczająco dokładnego opisu pracy konstrukcji prętowych, ani rzetelnej ich oceny wytrzymałościowej. Stanowi to przyczynę dużych rozbieżności pomiędzy obliczeniami i eksperymentalnymi badaniami weryfikującymi, czy też praktyką eksploatacyjną. Stąd powstają ograniczenia bardziej racjonalnego projektowania konstrukcji prętowych. Wprowa­dzenie do metod obliczeń elementów teorii prętów cienkościennych eliminuje te ograniczenia. Pojawiają się, rzecz jasna, pewne trudności natury obliczeniowej oraz wzrastają wymagania co do poziomu i zakresu wiedzy ludzi odpowiedzial­nych za realizację obliczeń.

Elementy teorii prętów cienkościennych zostały wprowadzone do programów nauczania wyższych szkół technicznych stosunkowo niedawno i nie są zbyt do­brze przyswojone przez większość inżynierów mechaników zajmujących się projektowaniem konstrukcji prętowych. Posługiwanie się tą teorią uznawane jest powszechnie za zbyt trudne od strony pojęciowej i matematycznej. Wystarczy jednak nieco usystematyzować wiedzę w tej dziedzinie i poprzeć przykładami, aby praktyczne elementy tej teorii stały się bardziej przystępne i zrozumiałe. Zastosowanie ich staje się konieczne przy projektowaniu nowoczesnych ram różnego typu.

Autorzy książki ograniczają się do prętów o przekrojach cienkościennych otwartych, często stosowanych w praktyce, w których efekty giętno-skrętne są szczególnie wyraźne. Od Czytelnika wymaga się znajomości teorii w zakresie kursu wytrzymałości materiałów [2]. Wskazane jest również zapoznanie się z podstawami obliczeń wytrzymałościowych prętów cienkościennych, których przykłady zamieszczone są np. w [3]. Niezbędna jest także znajomość funkcji hiperbolicznych i umiejętności posługiwania się nimi w zakresie dostępnym w każdym poradniku matematycznym.

W opracowaniu niniejszym przedstawiono krótko jedynie niezbędne ele­menty teorii prętów cienkościennych o przekrojach otwartych (rozdział 2). Po­sługiwanie się tą teorią w praktycznych obliczeniach wytrzymałościowych ram poprzedzić powinna znajomość prawidłowego wyznaczania tzw. charakterystyk geometrycznych przekrojów cienkościennych. Problemy te są omówione w roz­dziale 3 i zilustrowane przykładami. Przy obliczaniu statycznie niewyznaczal-nych konstrukcji prętowych stosowane są szeroko metody energetyczne, w tym w szczególności metoda sił. W rozdziale 4. przedstawiono m.in. jednolity sposób uwzględniania teorii prętów cienkościennych w metodzie sił. W następujących potem przykładach obliczeń szczegółowo przedstawiono praktyczne sposoby postępowania, wykazując jednocześnie istotność uwzględniania efektów giętno-skrętnych. Każdy z przykładów zawiera porównanie uzyskanych wyników obli­czeń z rezultatami tradycyjnych analiz, nie uwzględniających teorii prętów cien­kościennych. W rozdziale 5. podsumowano krótko problematykę obliczania cienkościennych konstrukcji prętowych, a w rozdziale 6. (załącznik) zamieszczo­no przykład programu komputerowego metody sił i sposoby jego praktycznego stosowania w obliczeniach wytrzymałościowych.

Autorzy składają serdeczne podziękowanie Koledze Magistrowi Jerzemu Lewińskiemu za opracowanie programu komputerowego MTSL w wersji podwei Program ten może być doskonalony przez użytkownika, np. przygoto­wania programu Windows i uzupełniony o grafikę.

K iażka adresowana jest przede wszystkim do studentów i inżynierów me-haników. Opracowana jest z myślą o praktycznym stosowaniu teorii prętów cienkościennych w projektowaniu konstrukcji.

spis treści lub fragment

WStęP.......................................................................................................

2. Zarys teorii prętów cienkościennych o przekrojach otwartych ................

3. Charakterystyki wycinkowe przekrojów...................................................

3.1. Wielkości charakteryzujące przekrój cienkościenny...............................

3.2. Przykład wyznaczania charakterystyk.....................................................

Przykład 3.2.1. Przekrój dwuteowy

Przykład 3.2.2. Przekrój ceowy .............................................................

Przykład 3.2.3. Złożony prostoliniowy przekrój monosymetryczny.......

Przykład 3.2.4. Przekrój w kształcie łuku koła ......................................

Przykład 3.2.5. Złożony krzywoliniowy przekrój monosymetryczny.....

Przykład 3.2.6. Złożony prostoliniowy przekrój niesymetryczny ..........

4. Obliczenia wytrzymałościowe układów prętowych ..................................

4.1 Energia odkształcenia sprężystego pręta ..................................................

4.2 Metoda sił

4.3 Przykłady obliczeń

Przykład 4.3.1. Pręt dwustopniowy

Przykład 4.3.2. Układ dwóch prostopadłych prętów

Przykład 4.3.3. Rama płaska

Przykład 4.3.4. Rama przestrzennie skręcana .

5. Uwagi końcowe

6. Załącznik. Przykład programu komputerowego rozwiązywania ram

statycznie niewyznaczalnych

6.1. Program MTSL

6.2. Sposób przygotowania danych

6.3. Działanie programu

6.4. Postać wyników

6.5. Przykład zastosowania programu MTSL

Literatura