Wytrzymałość stelaża 220cm bez podpórek w środku - pomoc w obliczeniach

[troad]

@makok przemyśl ten projekt jeszcze raz.

Bardzo Cię przepraszam ale pomyliłem się w obliczeniach. W momentach bezwładności wysokości profilu mają być do potęgi 3 a nie 4.
W celu weryfikacji zrobiłem również model numeryczny w programie Patran/Nastran dla pojedynczej belki uwzględniając połowę obciążenia oraz poprawną wartość momentów bezwładności.
Wyniki są zgodne (analityczne i numeryczne), tj. przemieszczenie maksymalne wynosi 23,36mm!!! 
Następnie utworzyłem model całej ramy uwzględniając możliwości obrotu na końcach.  Maksymalne przemieszczenie dla tego przypadku to 19,4mm
Ostatni wariant obliczeń to pełna rama z utwierdzonymi końcami. Maksymalna wartość strzałki ugięcia to niecałe 4mm.

Tak jak pisałem w poście nr 6, w rzeczywistości ten stan jest czymś pośrednim pomiędzy utwierdzeniem a możliwościami obrotu. Znacznie bliżej mu do utwierdzenia, ale i tak będzie to więcej niż 4mm.
Osobiście bym tego tak nie robił.
Doświadczenie Przemka Wieczorka jest tutaj bardzo cenne, ale te 3mm wydają mi się optymistycznym założeniem.
Poniżej zrzuty ekranu map deformacji dla poszczególnych wariantów o których napisałem.

Jeszcze raz przepraszam za wprowadzenie w błąd.

 

Edytowane 8 Września 2017 przez troad

[przemek wieczorek]

Wiecej jak 3mm ugiac się nie powinno.

Dno usiądzie razem w pewnym stopniu z profilami.

Ale wszystko się zatrzyma w jakims momencie, sciany frontowe zaczna dzialac jak podciagi i dalej już się nie ugnie.

Grzesiek nawet ciezki HEB pracuje.A to najlepsze moim zdaniem elementy konstrukcyjne.

Namawiam na wyzszy profil,lub dodanie slupa gdzies pomiedzy.

Edytowane 8 Września 2017 przez przemek wieczorek

[makok]

No dobra 3-4 to nie milimetrm. Słupa nie będzie, będzie musiał być zakotwiczony do ściany jak na rysunku zatem.

Przemek, przy okazji zassij sobie obrazki, bo będziesz kleił te akwaria.  Nie zdążyłem zadzwonić.

Edytowane 9 Września 2017 przez makok

[przemek wieczorek]

Przyjąłem

[makok]

Troad, dzięki te wyliczenia pomagają - zrobie zakotwiczone podparcie. Jak na rys 3 i 4 ze szkicu.

[troad]

Proszę bardzo
Zakotwiczenie jak najbardziej rób, zdecydowanie usztywni to całość.
Przemek ma rację, że akwarium z profilami będzie "siadać" razem, ale jednak nie jest to tak, jak przy dokręconym blacie, którego nie chcesz, a który usztywnia całość konstrukcji. 
Akwarium nie jest idealnym obciążeniem równomiernie rozłożonym (jak w obliczeniach), więc na końcach pianka będzie ściśnięta a na środku będzie luz. Nawet tu na forum ktoś pokazywał takie drastyczne różnice jak szafka od wody napuchła i akwarium stało latami.
Ja jednak wychodzę z założenia że trzeba unikać dodatkowych obciążeń na szkło.
Zrobisz jak uważasz, ja nie chciałbym straszyć

[makok]

Dobra po przemyśleniach, how about that:

1. Profile 60x30x3 układ jak na zdjęciach. Górne akwa brutto 200x55x30h cm, około 500kg brutto z zapasem.

... długość stelaża 228cm total

2. Wszystko zespawane w kratownice, ale bez kotwiczenia do ściany. Akwaria na 1 cm styro bez płyty meblowej.

3. Górne akwa krótsze, z uwagi na dostęp do pomp, kominów, zaworów, dolewek, wylewek, automatyki i innych.

Jak by to mogło wyglądać w tym programiku?

Środkowa  długa belka też w układzie profilu pionowym jak tylna, leży oddalona od tylnej 25cm (dłuższe łączniki), natomiast od przedniej leżącej w układzie poziomym oddalona o 18cm (te krótsze łączniki na kratownicy też poziomo jak przednia belka) - muszę móc tam wsadzać łapki. Policzyłbyś? Thanks

 

Edytowane 11 Września 2017 przez makok

[troad]

@makok tak jak Ci pisałem tydzień temu na PW, zrobiłem  model MES całego stelaża.

Parę zdań komentarza dot. wyników.

Maksymalne ugięcie wynosi nieco ponad 3,5mm i występuje na środku przedniego profilu (co było i jest oczywiste), a największe naprężenia w ramie występują w górnych narożach. Jeśli chodzi o naprężenia w profilu to nie jest to całkowita wartość naprężenia, bo jeszcze są składowe osiowe, ale one w tym przypadku są na tyle małe, że można je pominąć. Wartość 71MPa to ok.30% dopuszczalnych wartości naprężeń nawet dla podlejszych gatunków stali. Tak więc pod tym względem jest to bezpieczna konstrukcja  

Model obliczeniowy (numeryczny) jest to model jednowymiarowy (złożony tylko z linii). Nie podałeś konkretnych wymiarów czy odległości poszczególnych profili są to odległości od osi profilu czy od jego boków, tak więc przyjąłem do obliczeń wymiary prostopadłościanu jako 2220x400x440(h) [mm]. Odległość środkowego profilu od tylnego 220mm (odległość ich osi) oraz poprzeczek 660mm, 1320mm i 1980mm. Nawet jeśli nie oddaje to dokładnie tego co wykonasz to drobne przesunięcia osi poszczególnych profilów będą miały niewielkie znaczenie w porównaniu do tego co wyszło. Na pierwszym rysunku jest poglądowa geometria stelaża. Nie przejmuj się że nie ma wspólnej powierzchni dla profili w poszczególnych płaszczyznach. To nie jest CAD, a model jednowymiarowy buduje się w ten sposób.

Stelaż jest swobodnie podparty na 4 dolnych profilach, a obciążenie przyłożone jest wyłącznie w miejscu gdzie będzie stało akwarium (całkowita wartość obciążenia to 5000N). To jest na rysunku 2.

Kolejne dwa rysunki (3 i 4) to deformacja oraz rozkład naprężeń gnących w stelażu. Oczywiście jest to przeskalowana, a nie rzeczywista deformacja. Na ostatnim pokazałem w powiększeniu deformację w okolicy naroża. Dobrze pokazuje to to o czym pisałem w poście #11, tj. sytuacji pośredniej pomiędzy możliwością obrotu w tym węźle a jego całkowitym unieruchomieniem. Pełny model stelaża pozwala dopiero to uwzględnić.

Teraz wzmocniłeś model (dołożyłeś z godnie z sugestią @timi profil wzdłuż), „postawiłeś” niektóre profile i od razu jest dużo lepiej. Część obciążeń przeniesie akwarium, więc będzie chyba tak jak pisał Przemek , tj. maksymalne ugięcie wyniesie ok. 3mm

 

 

 

 

[makok]

Fantastyczny kawał dobrej roboty. Bez tego miałem lęki, z Twoimi obliczeniami będę spał spokojniej, bo 3mm mnie nie przeraża, dlatego że tam nie będzie 500kg.

W górnym szkło będzie ważyło 56kg, a wody netto będzie 288kg, do tego 40kg piachu i jako że jest to akwarium nonmbuna to prawie nie będzie skał. Więc całkowita waga nie powinna przekroczyć 380-400kg, przy założeniu że będzie miało tylko 200cm. Jeśli natomiast dociągnę górne do końca, czyli do 228cm, to analogicznie 60+329+50=440-450kg. To po pierwsze. A po drugie ugięcie 3mm na 220cm zostanie wybrane przez styropian, lub w skrajnym przypadku można sprowadzić do środka profila przedniego stalową rurę, która wzmocni całość. Trzecią opcją jest zastosowanie profili walcowanych na zimno, bo one zdaje się są wytrzymalsze. Opcji jest wiele. Najważniejsze że da się to zbudować. Dzięki serdeczne.

[troad]

3 godziny temu, makok napisał:

A po drugie ugięcie 3mm na 220cm zostanie wybrane przez styropian,

Dokładnie

Powodzenia