موضوع هذه المقالة هو حساب مظلة البولي بيديك. علينا أن نتعلم كيفية حساب المعلمات الرئيسية للهيكل المرتبطة بقوتها وأبعادها. إذا هيا بنا.
ماذا نحسب
علينا أن نتعلم كيف نحسب:
- سماكة البولي كربونات ودرجة ميل الصندوق اعتمادًا على حمل الثلج المتوقع لكل متر مربع.
- أبعاد غطاء القوس (والتي من حيث الهندسة تنبع من حساب طول القوس).
للتوضيح: نحن نستكشف طرقًا لحساب القوس لنصف قطر وزاوية القطاع المعروفين ، وكذلك بالنسبة للحالة التي نعرف فيها فقط المسافات بين النقاط القصوى لسطح القوس.
- قسم الأنابيب الأدنى بحمل ثني معروف.
بهذا الترتيب ، سوف نمضي قدمًا.
سماكة الخراطة والطلاء
لنبدأ بحساب حمل الثلج.
قبل أن نكتشف كيفية حساب مظلة البولي كربونات ، سنقوم بصياغة بضعة افتراضات يعتمد عليها الحساب.
- البيانات المعطاة ذات صلة بمواد عالية الجودة بدون علامات تدمير بواسطة الأشعة فوق البنفسجية. يصبح البولي كربونات بدون مرشح للأشعة فوق البنفسجية هشًا بعد 2-3 سنوات من التشغيل في الضوء.
- نحن نتجاهل عمدًا استقرار التشوه المحدود للصندوق ، معتبرين أنه قوي تمامًا.
والآن - طاولة ستساعدك في اختيار السماكة المثلى للبولي كربونات ودرجة ميل الصندوق.
| الحمل ، كجم / م 2 | أبعاد خلية قفص مع سمك البولي ، مم | |||
| 6 | 8 | 10 | 16 | |
| 100 | 1050 × 790 | 1200 × 900 | 1320 × 920 | 1250 × 950 |
| 900 × 900 | 950 × 950 | 1000 × 1000 | 1100 × 1100 | |
| 820 × 1030 | 900 × 1100 | 900 × 1150 | 950 × 1200 | |
| 160 | 880 × 660 | 1000 × 750 | 1050 × 750 | 1150 × 900 |
| 760 × 760 | 830 × 830 | 830 × 830 | 970 × 970 | |
| 700 × 860 | 750 × 900 | 750 × 950 | 850 × 1050 | |
| 200 | 800 × 600 | 850 × 650 | 950 × 700 | 1100 × 850 |
| 690 × 690 | 760 × 760 | 780 × 780 | 880 × 880 | |
| 620 × 780 | 650 × 850 | 700 × 850 | 750 × 950 | |
قوس
الحساب حسب نصف القطر والقطاع
كيف نحسب القوس للمظلة إذا عرفنا نصف قطر الانحناء وقطاع القوس؟
ستبدو الصيغة مثل P = pi * r * n / 180 ، حيث:
- P هو طول القوس (في حالتنا ، طول لوح البولي أو الأنبوب الجانبي ، والذي سيصبح عنصرًا في الإطار).
- pi هو الرقم "pi" (في العمليات الحسابية التي لا تتطلب دقة عالية للغاية ، عادةً ما تكون مساوية لـ 3.14).
- ص هو نصف قطر القوس.
- ن هي زاوية القوس بالدرجات.
دعنا ، كمثال ، نحسب بأيدينا طول قوس المظلة بنصف قطر مترين وقطاع 35 درجة.
ف = 3.14 * 2 * 35/180 = 1.22 متر.
أثناء العمل ، غالبًا ما يظهر الموقف المعاكس: من الضروري ضبط نصف قطر القوس وقطاعه على طول القوس الثابت. الأسباب واضحة: سعر البولي كربونات مرتفع بما يكفي لتقليل كمية النفايات.
من الواضح أنه في هذه الحالة سيكون ناتج القطاع ونصف القطر مساويًا لـ P / pi * 180.
دعنا نحاول وضع القوس تحت ورقة قياسية بطول 6 أمتار. 6 / 3.14 * 180 = 343.9 (مع التقريب). علاوة على ذلك - مجموعة بسيطة من القيم مع وجود آلة حاسبة في متناول اليد: على سبيل المثال ، بالنسبة لقطاع قوس يبلغ 180 درجة ، يمكنك أخذ نصف القطر يساوي 343.9 / 180 = 1.91 متر ؛ بنصف قطر 2 متر ، سيساوي القطاع 343.9 / 2 \ u003d 171.95 درجة.
الحساب بالحبال
كيف يبدو حساب تصميم مظلة من البولي كربونات بقوس إذا كان لدينا فقط معلومات حول المسافة بين حواف القوس وارتفاعه؟
في هذه الحالة ، يتم تطبيق ما يسمى بصيغة Huygens. لاستخدامها ، دعنا نقسم عقليًا الوتر الذي يربط طرفي القوس إلى نصفين ، وبعد ذلك نرسم عموديًا على الوتر في المنتصف.
الصيغة نفسها لها الشكل Р = 2l + 1/3 * (2l-L) ، حيث l هو وتر AM و L هو الوتر AB.
هام: الحساب يعطي نتيجة تقريبية. الحد الأقصى للخطأ هو 0.5٪ ؛ كلما كان القطاع الزاوي للقوس أصغر ، كان الخطأ أصغر.
دعونا نحسب طول القوس للحالة عندما AB = 2 م و AM - 1.2 م.
P = 2 * 1.2 + 1/3 * (2 * 1.2-2) = 2.4 + 1/3 * 0.4 = 2.533 متر.
حساب المقطع بحمل الانحناء المعروف
حالة حياة تمامًا: جزء من المظلة هو قناع بطول معروف. يمكننا تقدير ذروة حمل الثلج عليها تقريبًا. كيف تختار الأنبوب الجانبي لمثل هذا القسم للحزم بحيث لا ينحني تحت الحمل؟
ملحوظة! نحن لا نتطرق عمدًا إلى كيفية حساب الحمل على المظلة. يعد تقييم حمل الثلج والرياح موضوعًا مكتفيًا ذاتيًا تمامًا لمقال منفصل.
للحساب ، نحتاج إلى صيغتين:
- M = FL ، حيث M هي لحظة الانحناء ، F هي القوة المؤثرة على نهاية الرافعة بالكيلوجرام (في حالتنا ، وزن الثلج على الحاجب) ، و L طول الرافعة (الطول من الشعاع الذي يحمل الحمل من الثلج ، من مشابك التثبيت من الحافة إلى النقطة) بالسنتيمتر.
- M / W = R ، حيث W هي لحظة المقاومة و R هي قوة المادة.
وكيف ستساعدنا هذه الكومة من القيم المجهولة؟
في حد ذاته ، لا شيء. بعض البيانات المرجعية مفقودة للحساب.
| درجة الصلب | القوة (R) ، kgf / cm2 |
| St3 | 2100 |
| St4 | 2100 |
| St5 | 2300 |
| 14G2 | 2900 |
| 15 جي إس | 2900 |
| 10G2S | 2900 |
| 10G2SD | 2900 |
| 15 HSND | 2900 |
| 10 HSND | 3400 |
المرجع: عادةً ما يتم استخدام الفولاذ St3 و St4 و St5 للأنابيب الاحترافية.
الآن ، بناءً على البيانات المتوفرة لدينا ، يمكننا حساب لحظة مقاومة الانحناء لأنبوب الملف الشخصي. لنفعل ذلك.
لنفترض أن 400 كيلوغرام من الثلج تتراكم على مظلة طولها مترين مع ثلاثة عوارض محمل مصنوعة من فولاذ St3.لتبسيط العمليات الحسابية ، نتفق على أن الحمل بأكمله يقع على حافة الحاجب. من الواضح أن الحمل على كل شعاع سيكون 400/3 = 133.3 كجم ؛ برافعة مترين ، ستكون لحظة الانحناء 133.3 * 200 \ u003d 26660 كجم * سم.
الآن نحسب لحظة المقاومة W. من المعادلة 26660 kgf * cm / W = 2100 kgf / cm2 (قوة الفولاذ) ، يتبع ذلك أن لحظة المقاومة يجب أن تكون على الأقل 26660 kgf * cm / 2100 kgf / cm2 = 12.7 سم 3.
كيف ستقودنا قيمة لحظة المقاومة إلى أبعاد الأنبوب؟ من خلال جداول التشكيل الواردة في GOST 8639-82 و GOST 8645-68 التي تنظم أبعاد الأنابيب المربعة والشكلية. لكل حجم ، تشير إلى لحظة المقاومة المقابلة ، ولقسم مستطيل - على طول كل من المحاور.
بعد فحص الجداول ، اكتشفنا أن الحد الأدنى لحجم الأنبوب المربع بالخصائص المطلوبة هو 50x50x7.0 مم ؛ مستطيل (مع اتجاه رأسي للجانب الأكبر) - 70x30x5.0 مم.
خاتمة
نأمل ألا نكون قد أرهقنا القارئ بوفرة من الأشكال والصيغ الجافة. كما هو الحال دائمًا ، يمكن العثور على معلومات إضافية حول طرق حساب وتصميم الستائر المصنوعة من البولي كربونات في الفيديو في هذه المقالة. حظ سعيد!
هل المقالة تساعدك؟