возможно ли по интересовать технологией расчета нагрузок и деформаций - какими программами , где можно об этом почитать , доступно ли это для обычного любителя

во тут поднимался вопрос по моделированию нагрузок
viewtopic.php?p=6280#p6280

А вот это уже существенно лучше.

Условия позволяют, взяться можно. Примерно 2500 лучей, 2500 гнутых стяжек (либо двойных стяжек), 360 труб, в принципе не так уж и много. Но то, что я показал, это еще не штамп, это так, сырье пробное. Но я хочу сделать нормальный шлифованный штамп, из закаленной стали, только следует определиться с толщиной доски и диаметром трубы. Либо 40 и 102Х7, либо 50 и 121Х8.

Изучайте SolidWorks, во первых это один из лучших CADов (геометрическое моделирование), во вторых он имеет кучу приложений, а именно: моделирование и расчет механических напряжений, моделирование и расчет кинематики, моделирование течения жидкостей и газов, моделирование тепловых процессов. Кое что по механике я потом сюда выложу (результаты).

Программа доступна и интуитивно понятна, имеет встроенный самоучитель, все русифицировано.

Кстати впервые, я понял как моделируется геосфера, именно строя ее Солиде, про книгу я тогда не знал. Там же сообразил, что подобные конструкции могут быть построены на базе других правильных многогранников (тетраэдр и октаэдр).

Отличная прога, спору нет... вот только зря они под Мас версию не выпускают...

Думаю, вопрос времени.

Если быть точным, то на 7 куполов потребуется по 2268 шт лучей и стяжек (можно в сравнении посчитать стоимость изготовления как гнутых, так и двойных). Для расчетов примем количество 2300 шт.
Толщина стали для лучей 2,5 мм, для стяжек - 3мм. Если перепроверите в солиде по нагрузкам - будет полезно!
Балка будет 40х150мм и труба соответственно 102х7 мм.

Начинать действовать желательно оперативно - к маю хотелось бы начать строить!

PS: Хотелось бы конечно во имя оптимизации сделать хвостовики на лучах треугольными с креплением на 3-х болтах, но это видимо не достижимо при рубке на гильотине (либо увеличивать количество ударов ножа и придумывать последующую обработку уголков...). Просто не очень хочется "попадать" на дополнительные операции по установке двух с лишним тысяч болтов (да и сами болты/гайки покупать).
Пока вижу лишь одно решение для этой задачи - простите за грубый эскиз...

Я тоже, уже давно, и много думал по этому поводу...
Решение я здесь увидел вот какое:

партизан узел не правильно.jpg [ 143.9 Кб | Просмотров: 35530 ]

партизан узел.jpg [ 96.67 Кб | Просмотров: 35530 ]

Многое конечно зависит от толщины металла, но вариант с одним болтом на торце имеет больше шансов на сминание...
для того чтобы лишнего - незадействованного - металла на концах не оставалось, я и предлагаю рубить полосу под углом... неликвидные отрезки будут оставаться конечно, но если поразмыслить над выкройкой - можно минимизировать и это.

На сминание чего? Мне кажется что на все три болта должна идти равномерная нагрузка будь один болт сзади или на торце.

Металл сминается (деформируется), когда прикладываются нагрузки сжатия. В нашем случае для предотвращения возможности таких деформаций свободного (не прижатого болтами к балке) металла, между торцом балки и торцом скобы коннектора при предустановленной скобе-стяжке ставился клин из ЛВЛ-бруса, выпиленный под нужным углом с помощью торцовочной пилы.
Хвостовик скобы в данном случае нагрузок не испытывает (относительно) и может просто фиксироваться на один болт.

Полагаю, что ситуация при использовании в качестве балки доски несколько отличается от ЛВЛ-бруса, для которого не так критично ослабление края (торца) близлежащими отверстиями... но это надо решать смещением крепежных отверстий чуть дальше. При этом, если толщина металла не очень большая (2-3мм), рекомендую ставить в зазор клинья! Для нагрузок растяжения сечения металла будет достаточно, а для сжатия - поможет клин.

А как вам моя модернизация узла.

Внутри труба 102Х7.

Луч из 2мм стали с отбортовкой для боковой жесткости.

Стяжки раздельные из 3мм стали. Стягиваются двумя болтами.

Узел 3.JPG [ 47.08 Кб | Просмотров: 35456 ]

Узел 2.JPG [ 92.1 Кб | Просмотров: 35456 ]

Узел 1.JPG [ 73.86 Кб | Просмотров: 35456 ]

Вот набор деталей

333n.JPG [ 87.68 Кб | Просмотров: 35445 ]

Конечно следует проверить узел на прочность и жесткость, расчетным путем, а потом на практике.

Блеск излишен.

Кроме того зачем это? Смотри картинку.

Зачем нужен зазор - не понятно?

По порядку:

1. Блеск для прикола, это рендер, побаловался просто, сорри. Реальные детали будут просто оцинкованными.

2. Внешняя стяжка выполнена в виде гнутой скобы для того, чтобы при нагрузке, отрывающей луч от кольца, она своими "лезвиями" прижимала бы края луча к кольцу (пояснено на рисунке). Зазор же предусмотрен чтобы внешняя стяжка гарантированно прижимала луч к кольцу имеено по краям, а не в середине.

3. Внутренняя стяжка теперь выполнена в виде гнутой скобы с прямыми полками, расстояние между полками такое, чтобы не дать провернуться головке болта ( 18мм). Это позволит не удерживать головку болта от проворота при затягивании гайки. Кроме того, такое исполнение стяжки позволяет не делать для нее свой штамп, а просто гнуть ее на обычном гибочном прессе. Т.о. обе стяжки гнутся на стандартном гибочном прессе без всякой дополнительной оснастки.

4. Вскоре выложу результаты расчета силовых нагрузок узла.

Узел 4.jpg [ 56.13 Кб | Просмотров: 35322 ]

Узел 5.jpg [ 80.86 Кб | Просмотров: 35322 ]

Узел 6.jpg [ 96.52 Кб | Просмотров: 35322 ]

так как гайки внутри, то встает вопрос их натяга.

Посмотрите на картинку. Гайки снаружи, а головки болтов внутри, причем их шестигранники зажаты полками внутренней стяжки.

120 град для поворота ключа достаточно???

Узел 8.jpg [ 51.06 Кб | Просмотров: 35307 ]

Узел 7.jpg [ 76.06 Кб | Просмотров: 35307 ]

Узел желательно испытать.

Вот именно по краям, усилие от болта на всю пластину не распространиться, а сосредоточиться в районе болтового соединения . Усилие будет не малым и может разорвать угол скобы. Может - ... однако нужен расчет.

Угол скобы (наружной стяжки) то вряд ли порвет, скоба из тройки сделана, тем более под скобу можно (даже нужно) подложить широкую шайбу. Теоретически может порвать угол луча, но это мы промоделируем.

Да поможет SW космос

SW космос - теперь он называется Simulation

Узел желательно испытать

Это обязательно, у меня 2-х тонный динамометр есть

Узел 9.jpg [ 99.65 Кб | Просмотров: 35285 ]

Говорим об одном и том же. Только с терминами надо определиться . А то у меня СКОБА - твой ЛУЧ. Шайбу под наружную стяжку обязательно нужно подложить, что бы соединение было затянуто и не было чрезмерного расширения стяжки.
Вячеслав.

Вот картинка чтоб с терминами не путаться))))

Узел 10.jpg [ 78.18 Кб | Просмотров: 35676 ]

Еще один момент.

Несмотря на СНиПы мне все же видится, что хреначить в доску аж четыре болта М12 это явный перебор. Вполне достаточно М10.

А если все же ТРИ болта М12 ?

Если по СНиПу то: 4 болта *2шва*50 кг/см2*4см*1см=1600 кг. Хоть сжатия, хоть растяжения в соединениях из хвойных пород древесины.
3 болта *2шва*50 кг/см2*4см*1,2см=1440 кг.
Если не по СНиПу результат тот же.

При использовании ЛВЛ бруса значения из предыдущего сообщения увеличиваются на 15%.

Из :

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ОТЧЕТ
«Исследование многослойного клееного из шпона материала
Ультралам с обоснованием положений стандарта организации
(СТО) «Деревянные конструкции. Многослойный клееный из
шпона материал Ultralam (Ультралам).
Общие технические требования».

Раздел 2.5 пункт 3. В первом приближении расчет податливых соединений Ультралам на нагелях может осуществляться по требованиям СНиП II-25-80 с введением коэффициента условий работы по материалу 1,15.

При применении болтов М10. В дереве установить стальные втулки из трубки 16х2.5 , 15х2.

тогда расчетное усилие будет 4х2х50х4х1,5=2400 кг. (2560 кг)

В догонку к предыдущему посту в сети есть : СТО 36554501-021-2010 Деревянные Конструкции Многослойный клееный из шпона материал Ultralam™ (LVL - ЛВЛ)

Вячеслав, я правильно понимаю, формула такая:

Кол-во болтов * 2 шва * прочность древесины на смятие (кг/см2) * толщина доски (см) * диаметр болта (см)

А что такое 2 шва?

Под болты М10 можно сделать втулки 14Х2, в продаже есть труба Х/Д, но весьма дорогая, к тому же ее резать надо (хотя можно пакетом), да потом цинковать. Хотя идея со втулками мне нравится. Их можно плотно заколотить в отверстия доски.

А какое минимальное расстояние от центра отверстия в доске до ее торца?

Шов в данном случае - плоскость примыкания металла к дереву.

А какое минимальное расстояние от центра отверстия в доске до ее торца?\[/quote\]

Трубки могут быть стеклопластиковыми, цинковать не надо.

Спасибо за важную информацию, Вячеслав.

Если для конкретизировать нашего случая. Пакет у нас тоньше 10 диаметров.

Отверстия в доске 14мм.jpg [ 89.06 Кб | Просмотров: 35614 ]

Отверстия в доске 10мм.jpg [ 91.47 Кб | Просмотров: 35614 ]

Отверстия в доске 12мм.jpg [ 90.33 Кб | Просмотров: 35614 ]

Расстояние до кромки элемента при толшине пакета меньше 10d, S3=2.5d .
35, 25, 30 мм.

Руководствуясь изложенными нормами расположения отверстий в доске удалось определить обоснованные размеры луча и расположение в нем болтовых отверстий. Доска расположена под углом 80 град к оси трубы, что характерно для геосферы 3 порядка.

Моя благодарность Камаре за инфу))))

Узел 11.jpg [ 84.14 Кб | Просмотров: 35584 ]

Ширину пластины луча показать желательно, я ее сделал бы равной приблизительно 80 мм, сответственно высота кольца (хаба) из трубы тоже 80 мм, трубу применить 89 (если возможно конечно). Чем меньше диаметр тем тоньше ее стенка , при условии равнопрочности. У луча заострить вершину . Может получиться эконом вариант.

Кстати к этому подвиду "партизана" уже имеется рисунок-чертёж скобогиба.

Листогиб V-образный универсальный. Объёмный рисунок для скечап.rar [177.36 Кб] Скачиваний: 381

Листогиб V-образный универсальный.jpg [ 61.71 Кб | Просмотров: 35550 ]

Первым делом построил каркас геосферы 3V и измерил углы между между ребрами в узлах, не пространственные, а их проекции на касательную к сфере плоскость.

Результаты такие: минимум 55,691 град и максимум 62,155 град для самого "неравномерного" узла.

Потом поменял в узле трубу Ф102 на трубу Ф89 и расположил лучи под нужными углами. Картинку демонстрирую.

Стенку трубы взял уже 6мм. Этого более чем достаточно. Потом, возможно еще уменьшу толщину стенки.

Узел 12.jpg [ 97.47 Кб | Просмотров: 35544 ]

Блин, обожаю SolidWorks за его сквозную параметричность, изменил два числа (диаметр трубы и толщину доски) и сборка автоматически перестроилась!!!

В случае применения доски 150Х50 оказывается можно применить не 121 трубу, а 114, опять экономия и повышение жесткости!!!

Узел 13.jpg [ 94.22 Кб | Просмотров: 35544 ]

У меня с 40-ой доской и 89-ой трубой без сгибов граней луча не получается.

Правильно, все дело в скруглениях.))))

Узел 14.jpg [ 88.04 Кб | Просмотров: 35518 ]

Развивая далее тему минимального угла в узлах геосферы я пришел к следующему выводу.

Как бы мы не повышали порядок многогранника (хоть до бесконечности - превращая многогранник в сферу), минимальный угол между лучами никак не может быть меньше 54 градусов и этот минимальный угол будет иметь место в узлах, примыкающих к вершинам пятигранников.

Отсюда вывод, если коннектор обеспечит установку соседних лучей под углом 54 градуса, то значит он подойдет для сборки геосферы любого порядка.

Узел 14.jpg [ 95.99 Кб | Просмотров: 35516 ]

Сразу проверка.

Для 114 трубы и 50 доски коннектор соблюдает указанное выше условие.

Узел 15.jpg [ 98.33 Кб | Просмотров: 35517 ]

Для коннектора на 89 трубе с 40 доской условие тоже соблюдается, но на пределе.

Ну вот, теперь и в этот вопрос внесена ясность. Осталось только обосновать оптимальную высоту трубы с соответственно высоту луча.

Узел 16.jpg [ 97.47 Кб | Просмотров: 35517 ]

Всем привет! Запускаем «Партизанов» в серию: http://geosota.ru/use/2-0

Вложение:

2-0_1.jpg [ 57.29 Кб | Просмотров: 36503 ]

2-0_1-превью.jpg [ 11.69 Кб | Просмотров: 32355 ]

Готов коннектор 2.0:

Стягивающая скоба слабовата. Непонятно почему три отверстия в лучах, и почему так странно расположены. Стенка трубы кажется слишком тонкой, под нагрузкой сжатия в нижних поясах может сложиться. Также есть еще некоторые места в коннекторе, требующие доработки и усиления.
Тот, что на картинке коннектор - только для легких куполов.

Правильно. В действительности она будет 3х миллиметровой. На картинке первый образец. Доработок будет много.

Четыре отверстия — много. Витторио подтвердил. Троих достаточно. Расположение их обусловлено тем, чтобы доска не раскалывалась при многократных сверлениях по одной линии.

На всех остальных коннекторах 2.0 будет труба бесшовная толстостенная (6мм). На образце электросварная 4мм.

Отлично! Предлагай, пожалуйста, свои доработки.

Возможно, хотя он реально монстровый :)

Привет, Камара!

Я бы к улучшениям и доработкам отнес лишь следующие:
1. замену фиксирующей скобы на сдвоенную полосу 3мм с болтовой стяжкой М12 на обоих концах - для удобства монтажа.
2. добавить "закрылки" (ребра жесткости) на большой скобе (как ранее рисовал And-Ray - "крылатый партизан") и сделать ее из стали толщиной 2,5мм.
3. отверстия расположить таким образом, чтобы те что на заднем окончании главной скобы, были все-таки поближе к углам железяки... иначе при закручивании с усилием болт сдавливает пластину и свободно висящий угол выгибается наружу - оттопыривается... острый такой и стрёмный... На 3мм стали этого возможно и не будет происходить, но на 2мм - регулярно сталкиваемся... "закрылки" и от этого помогут, кстати.

С такими доработками будет реальный монстрЭлло! :)

Да. Сделаем в начале июля образец такого узла-соединения.

Было бы офигенно! Поговорю с гибщиками.

Понял тебя. Зафиксировал все в списке усовершенствований.

Главное чтоб и стоимость удержать в пределах возможностей куполостроителей :)

Максим, насчет дешевле я еще могу согласиться... можно изголиться и на коленке за 5 коп наклепать, при этом умалчивая о всех аспектах себестоимости... пусть будет дешевле.
Но насчет скорости-то - выдаешь желаемое за действительное, однако :)
Надежность вообще категория многосоставная - как шов положен, какую сталь применил, как сечения с нагрузками уравновесил... Да и ведет железо при сварке - сам видел процесс...

Кроме того, для массового производства есть еще категория универсальности и масштабируемости. И тут сварные совсем не на первых местах будут. Хотя, справедливо будет отметить, что для одноразового частного применения это не так важно.

Здравствуйте, все!
Первый раз здесь.
У меня есть предложение. Только не клюйте сразу.
Есть такой материал - стеклопластик. Методом пултрузии. Говорят, материал 21 века. Не путать с пластиком. Ну так вот.
Если взять и изготовить "партизан" из стеклопластика.
Прочность почти как у стали. Не гниет. Нет коррозии. Вес в 2 раза легче. Теплопроводность как у дерева. без мостиков холода.
Поставить болты из нержавейки.
И забыть лет на 100, что есть там такой узел.
Стоимость 6 лучевого ориентировочно - 1200рублей за штуку. Стеклопластика рублей на 600 и болтов гаек 24 комплекта на 600.
Как вам идея?

Если судить по текучести то нехило превосходит сталь, в десятки раз. Мысля конечно хорошая спору нет. Но вот смотрю на модуль упругости и что-то мне подсказывает что что-то здесь не-то)) А как вы цену определили? То есть шо по чём и как считать? это стоимость за готовый продукт или за материал?

пластик.характеристики,сравнение с металлом.png [ 72.08 Кб | Просмотров: 37618 ]

Я звонил производителям ориентировочная цена 200рублей за киллограмм. Плотность 1800-2000. Естественно толщина пластин не 2мм. Я думаю мм 5. (из-за упругости). По моим прикидкам вес коннектора будет порядка 3-4 кг. Цена болт+гайка+шайба= около 30рублей в опте.
Они производят швеллера, уголки, двутавровые балки и пр. для строительства в т.ч. мостов и агрессивных сред.

Телефоны в студию, плз!

А как насчет ДОЛГОВЕЧНОСТИ и ХРУПКОСТИ? Помнится мне очень прочные стеклопластиковые каяки у туристов-водников кололись как рождественские орешки. А каяки из менее прочного полиэтилена - долговечней не бывает.Даже появилось прозвище для особо отчаяных парней - полиэтиленовая башка.

Потом было несколько случаев, когда знакомых туристов-лыжников угораздило брать в поход стеклопластиковые палки. Не те трубочки, что сейчас продают, а полнотелые, монолитные, советские! Странно, но палочки в некоторых местах превращались в мочалку.

Потом помнится, советские туристы ходили к Северному Полюсу (экспедиция Шпаро). Русские были на грабовых "Бескидах" (деревянные горные лыжи), а буржуины, которых взяли, на пластиковых лыжах. Несколько бракованных Бескидов сломалось сразу, зато потом ни-ни. Зато после середины похода посыпались буржуйские пластики, причем хором. Знать есть предел прочности у супер-прочного стеклопластика?

Все течет, все изменяется. Технологии меняются.

Да полно вам, стеклопластик - древний и распространенный материал. К чему делать вид, что открыли Америку? Если куда и просится стеклопластик, так не на коннекторы, где и стали приходится туго, а в сегменты для купольных оболочек. Но и там встанет вопрос о долговечности.

Купил еще в далеком 2001-м году (!) гоночные лыжные палки, стеклопластиковые. Трубчатые, понятно. Аш 150 руб. стоили :) Получается, 10 сезонов они у меня отходили :) Последние 5 - в крайне жестких условиях - марафоны на 70-100 км по целине да по льду Волги. И до сих пор целые.
Я знаю, почему лыжные палки ломаются. Они ломаются, когда работают на излом и на истирание. Например, когда палка проваливается под наст из-за слишком малой лапки, а затем при движении сначала истираются, потом изламывается об корку наста. Сам штук 5 за свою жизнь сломал.
Истирания в "партизанах" не будет, излома вроде бы тоже.. Не так все и плохо должно быть.

А металлическую хоть одну удалось уломать?

А что же там будет, как не излом с таким количеством деталей? Да и хрупок стеклопластик. Не понимаю, чем вам стальные коннекторы не угодили?

Для стеклопластика давно придуман способ соединения - нужно просто монолитить стыки.

Ребят, стеклопластик волокнистый (анизотропный) материал, т.е. при высокой разрывной прочности (усилия направлены по стекловолокнам), поперечной прочностью он не обладает и расслаивается. Именно из такого стеклопластика технологически удобно гнать погонаж (трубки разного сечения), такой стеклопластиковый погонаж дешев потому что делается на автоматических линиях.

А вот если выклеивать изделия из стеклоткани по болванке, то это уже другая тема, такое изделие дешевым не будет.

Потом на кой хрен повторять партизан, спроектированный под технологию изготовления из металла, в стеклопластике. В этом нет никакого смысла.

Потом откуда такие фантастические цифры о прочности стелопластика 1700МПа, производители дают 400МПа. 220Мпа это предел текучести для Ст3, Ст10-20, а у легированных сталей этот показатель превосходит 2000Мпа.

Да, ломал. Были так называемые "титановые" палки в 80-е года. Тяжелые блин.. уж не знаю сколько там было титана и сколько стали, только гнулись они слабо и сразу ломались. Да и алюминиевые палки тоже видел поломанные.. не те, советские, а нынешние облегченные.

Да всем угодили стальные "партизаны" ) На сегодняшний день - классное технологичное решение... Просто пытливая мысль не стоит на месте.
Я пока не совсем понимаю, что это за материал - стеклопластик для коннекторов. Прав And-Ray - это явно не тот стеклопластик, что используется в трубчатых и стержневых изделиях. А ссылку или телефон автор темы не выкладывает, цену видно набивает ))