 |
|
| Главная | Контакты: Факс: 8 (495) 911-69-65 | | ||
Естественное стремлениеОсновные определения и допущения механики гибких стержней. Стержнем называется тело, у которого размеры поперечного сечения малы по сравнению с длиной и радиусом кривизны осевой линии. Осевой линией стержня называется линия, соединяющая центры тяжести площадей поперечных сечений стержня. Принято различать два вида осевых линий стержня: осевую линию ненагруженного стержня, характеризующую его естественное состояние, и осевую линию нагруженного стержня, или «упругую» осевую линию. Основная особенность гибких стержней заключается в том, что осевая линия нагруженного стержня может сильно отличаться от осевой линии естественного состояния стержня, но при этом его деформации подчиняются за- В выражения (1.42) — (1.45) входит матрица L, элементы которой определяются при решении уравнений равновесия стержня (элементы матрицы L° считаются 'известными, так как они характеризуют естественное состояние стержня до нагружения). Элементы /,-/ матрицы L (см. in. 1.6 Приложения 1) зависят от углов поворота связанных осей •&/. Для сосредоточенных сил и моментов элементы /,-/ зависят от углов поворота осей, связанных с точкой приложения сил и моментов ^/(EK). Для распределенных сил и моментов элементы матрицы L, а также >и матрицы L0' есть функции координаты е. Полученные выражения для приращения сил и моментов необходимы 'При численном решении нелинейных уравнений равновесия стержня, когда используется метод последовательных нагружении. Стержень с заданными перемещениями ряда сечений. В практике часто возникают задачи определения начального состояния стержня, вызванного принудительными перемещениями (линейными или угловыми) дискретных сечений стержня. Подобные задачи возникают при монтаже упругих элементов, когда из-за технологических погрешностей точки крепления упругого элемента не совпадают с расчетными. На рис. 2.9 пунктиром показано естественное состояние стержня. При сборке сечение k пришлось принудительно сместить (вектор uft) и стержень принял форму, показанную на рис. 2.9 сплошными линиями. Требуется определить Q и М. Считая, что компоненты вектора uk есть малые величины, воспользуемся уравнениями нулевого приближения (1.112) — (1.115) или уравнением (2.5), в котором следует положить f(0>=0, поэтому получаем (2.6) в виде Так как при деформировании стержня «мертвая» нагрузка по отношению к связанным осям меняет свое направление, то проекции векторов q, P(i\ ц и T На первом шаге нагружения матрицы А^1' и А^' есть нулевые матрицы. Матрица А^°' зависит от кривизн х?0, характеризующих естественное состояние ссевой линии стержня. В рассматриваемом примере имеем xso = \/R; xlo = x20 = 0. Рассмотрим в качестве примера консольно закрепленный криволинейный стержень постоянного сечения с сосредоточенной массой (рис. 5.1). Пунктиром показано естественное состояние стержня. Уравнение осевой линии стержня в естественном состоянии считается известным [хю(е.), х2о(е) и взо(е)]. При ускоренном движении с постоянным ускорением стержень нагружается распределенными силами q==m0ai2 и сосредоточенной силой Р = Л1ш2. где а — ускорение. Требуется определить новое равновесное состояние стержня и внутренние силовые факторы (Qb Q2 и Мх ) . характеризует естественное состояние стержня до нагружения. Соответствующие углы поворота обозначим О0/. Матрицу L° получают аналогично матрице L: В выражениях (П.118) — (П.120) углы di, г>2 и дз отсчитываются от положения осей {е,-о}, характеризующих естественное состояние стержня, которое принято за начальное. Систему соотношений (П.118.) —(П.120) можно записать в виде одного векторного, которое удобно при преобразованиях: Рассмотрим более подробно выражение (2.22) для момента М. В представленной форме записи компонентами вектора х0(1) являются кривизны, характеризующие естественное состояние стержня. Если же вектор хо(1) характеризует статическое состояние стержня, то вектор Для приближенного решения надо предварительно определить координатные функции Z0(/)(e), что можно сделать, рассмотрев более простую систему уравнений, например систему (4.5) — (4.8) для ненагруженного стержня постоянного сечения без учета инерции вращения (7=0). Это особенно эффективно, когда нагруженное состояние стержня мало отличается от естественного. В этом случае вектор XQ известен (вектор х0 характеризует естественное состояние стержня), т. е. можно использовать систему уравнений Естественное состояние поверхности участка не всегда позволяет получить достаточно экономичное решение генерального плана. При значительных размерах участка даже небольшой уклон поверхности земли даёт большие разности отметок. Выравнивание площадки для приведения к одному уровню отметок: всех зданий и дорог требует выполнения дорогостоящих планировочных земляных работ. может усилиться вследствие загрязнения почвы промышленными или бытовыми стоками, шлаком, щебнем или разлагающимися органическими веществами. Коррозионная агрессивность почвы также возрастает, если ее естественное состояние будет искусственно изменено, например в результате строительных работ. Но умолчать о динамике — о силах было нельзя. И Копернику приходится объявить, что сила тяжести «есть не что иное, как естественное стремление, сообщенное божественным промыслом всем мировым телам, сливаться в единое и цельное, принимая форму шара». Здесь и формальная дань «божественному промыслу», и аристотелево «естественное движение», и пифагорейская «идеальная форма» — шар. Правда, дальше тяготение действует самостоятельно и закономерно: земные тела стремятся к центру Земли, а потому ни свободно падающие предметы, ни облака не могут оставаться позади Земли при ее движении, как утверждал когда-то Птолемей, высказыв.аясь против вращения Земли. 1. Естественное стремление заказчика и проектанта к наиболее высоким показателям проектируемого оборудования, снижению его стоимости, количества обслуживающего персонала и другим положительным показателям зачастую приводит к их искажению, преднамеренному завышению. Заказчик заинтересован в первую очередь в сокращении числа работающих (это автоматические линии обеспечивают практически всегда), а эффективность капиталовложений, получаемых из централизованных фондов, является для него второстепенной. Проектант же заинтересован в максимально высоких цифрах условной экономии, ибо от этого зависит размер премий по новой технике. При разработке плана формирования оптимальной иерархической структуры изделия приходится учитывать две четко выраженные противоположные тенденции развития техники — закономерное увеличение номенклатуры и усложнение конструкций объектов техники и естественное стремление максимально упростить технику, сократить ее номенклатуру, используя для этой цели современные методы конструирования: агрегатирование, унификацию и стандартизацию образцов техники и их элементов, широкое заимствование разработанных ранее конструкций высокого технического уровня, освоенных в производстве. Изоморфизм функционирования автоматизированных систем и систем с оператором определяет естественное стремление оценивать последние с помощью таких критериев, как величина области устойчивости, число перерегулирований в переходном процессе, время переходного процесса, устойчивость регулирования и т. п. Указанное характеризуется тенденцией производить анализ качеств систем с оператором при помощи методов, применяемых в теории автоматического регулирования. Молекулы жидкости на границе между жидкостью и другой средой (воздухом, паром этой жидкости, стенками сосуда) образуют поверхностный слой. Внутри жидкости молекула испытывает со стороны окружающих её молекул воздействие, одинаковое во всех направлениях; в поверхностном слое воздействия на молекулы со стороны жидкости и другой граничащей среды не одинаковы, равнодействующая всех сил направлена по нормали к поверхности пограничного слоя и зависит от свойств не только жидкости, но и другой среды. Молекулы слоя обладают большей потенциальной и свободной энергией, нежели молекулы внутри жидкости. Естественное стремление системы перейти к состоянию, отвечающему минимуму свободной энергии (по второму началу термодинамики), удовлетворяется выходом молекул из поверхностного во внутренние слои жидкости, что вызывает тенденцию сокращения слоя и создаёт в нём поверхностное натяжение. Для потребителя всегда выгоднее иметь один станок, чем два, для выполнения той же работы. Отсюда естественное стремление к производству станков более высокого качества. Под качеством здесь понимаем сложный комплекс, включающий в себя производительность, точность, надежность, степень автоматизации, удобство обслуживания, техническую эстетику и др. В зависимости от назначения изделия эти характеристики качества, естественно, будут иными. Для технологических машин можно сказать, что их качество определяется тем, насколько с их помощью производят больше, лучше и дешевле. ! С самого начала развития теплосиловых установок, использующих органическое горючее, существовало естественное стремление применить продукты сгорания в качестве рабочего тела. Ядерная энергетическая установка (ЯЭУ) имеет в своем составе разнообразные агрегаты, в которых протекают теплообменные процессы. Естественное стремление разработать оборудование минимально возможных габаритов и массы приводит к высокой теплонапряженности. Большие тепловые потоки сопровождаются соответствующими температурными напряжениями, учет которых стал необходимым этапом в конструкторских расчетах, а в ряде случаев и в проведении специальных экспериментальных работ. Температурные напряжения могут существенно изменить общее напряженное состояние элемента и повлиять на его несущую способность. Особую роль при этом играют составляющие напряжений, переменные во времени. Они могут вызвать повреждения в виде усталостных трещин, которые приводят к потере работоспособности элемента. Одним из видов переменных составляющих в теплотехническом оборудовании являются термические напряжения, обусловленные пульсациями температур, почти всегда сопровождающими процессы теплообмена. Естественное стремление разместить пароохладитель как можно ближе к месту выхода перегретого пара из агрегата встречает затруднения, связанные с условиями надежности работы металла витков перегревателя, расположенных непосредственно перед пароохладителем, так как чем ближе пароохладитель к коллектору перегретого пара, тем выше температура пара в этих витках. и «Севастополь», спроектированных под руководством и при непосредственном участии А. Н. Крылова и И. Г. Бубнова. Здесь он глубоко изучил методы прикладной инженерной деятельности обоих ученых и, в частности, ознакомился с оригинальными расчетами прочности корпуса и его деталей, выполненными самим профессором Бубновым и являющимися, по свидетельству Юлиана Александровича, «образцовыми»: в расчетных записках проектов линейных кораблей содержались новые решения многих задач строительной механики корабля, не изложенные ни в печатных, ни в устных выступлениях. Естественное стремление помочь обобщению опыта эффективного применения новых идей учения о прочности судов и сделать его достоянием широких кругов кораблестроителей наряду с проявившимся влечением к научно-педагогической деятельности побудили Ю. А. Ши-манского принять в 1912 г. приглашение Морского турбины в эксплуатацию бандажи лопаток соединяют между собой, образуя непрерывный обод. Естественное стремление лопаток распрямиться под действием центробежных сил способствует сжатию соседних бандажных секций и обеспечивает электродинамическое демпфирование.  Рекомендуем ознакомиться: Естественные граничные Естественных источников Естественная циркуляция Естественной конвекции Естественной закруткой Естественное стремление Естественном состоянии Естественно стремление Единичной депланации Евклидовом пространстве Единичной дисперсией Единичное перемещение |
||