Консольный кронштейн U-образный (с опорой)

Расчет консолей

Цель: определить предельную расчётную нагрузку на консоли.

Задачи: построить расчётные модели 9 консолей, итерациями найти максимальную силу на конце консоли, при которой напряжения в элементах консоли достигнут предельного значения расчетного сопротивления стали, проверить консоль на общую устойчивость в нелинейной постановке задачи.

Материалы:

Материалы, принятые при расчёте: марка стали консоли 08кп, марка стали подпятника и распорки Ст3.

Прочностные характеристики для стали 08кп по ГОСТ 1050-2013:

– Run = 370 МПа;

– Rуn = 196 МПа;

– Ru = Run / γm = 370 / 1,15 = 322 МПа;

– Rу = Ryn / γm = 196 / 1,15 = 170 МПа.

γm = 1,15 – коэффициент надёжности по материалу.

Прочностные характеристики для стали Ст3 по ГОСТ 380-2005:

– Run = 360 МПа;

– Rуn = 235 МПа;

– Ru = Run / γm = 360 / 1,1 = 327 МПа;

– Rу = Ryn / γm = 235 / 1,1 = 214 МПа.

γm = 1,1 – коэффициент надёжности по материалу.

Результаты расчёта на статическую нагрузку

Итерационными вычислениями была определена разрушающая нагрузка по двум вариантам нагружения:

1) в виде сосредоточенной силы на конце консоли;

2) в виде равномерно распределённой нагрузки по длине консоли.

Результаты расчётов сведены в таблицы ниже.

Таблица 1. Значение разрушающей нагрузки от сосредоточенной силы

Таблица 2. Значение разрушающей распределённой нагрузки

Результат разрушающей нагрузки на усталость материала

Для учёта динамического воздействия нагрузок применяется формула расчёта на усталость:

где σ_max - наибольшее по абсолютному значению напряжение в рассчитываемом сечении элемента;

α = 0,77 - коэффициент, учитывающий число циклов нагружений n;

Rν = 120 МПа - расчетное сопротивление усталости, принимаемое в зависимости от временного сопротивления стали Run < 420 МПа.

Таблица 3. Значение разрушающей нагрузки от сосредоточенной силы при расчёте на усталость

Таблица 4. Значение разрушающей распределённой нагрузки при расчёте на усталость

Расчет консолей