Устойчивость изделий. Методика определения устойчивости простых конструкций?

Устойчивость изделий. Методика определения устойчивости простых конструкций?
Количество просмотров - 5664 (ссылка на эту тему)

Interesmaw

Участник форумов

Сейчас отсутствует

Сообщение #1 : 09 Декабря 2015 года, 15:43
(ссылка на это сообщение)

Доброго времени суток.
Хотел бы спросить по поводу устойчивости металлических и деревянных изделий. Типа стул, кушетка, кровать и т.д.

Изделие представляет собой массажную/СПА кушетку 2000х800 (мм), на двух электрических колоннах с переменной высотой от 0.4 до 1.5 метра. Расположенных по средней линии, по краям кушетки . Плюс внизу будет нижняя рама опора, отвечающую за устойчивость.

Я пытаюсь найти теоретическое основание для расчета. Чтобы произвести предварительный расчет, определение требуемой массы и геометрии, и потом лишь заказывать материал.
Я в курсе, что чем ниже находиться центр тяжести, и тяжелее кушетка, тем она более устойчивая. Меня интересует золотая середина между весом и надежностью от опрокидывания. (К примеру если два человека сядут на край).

В стандартах, ГОСТ 19917-93 по мебели, предлагают методики испытаний, но не расчетов. К примеру нагружать силой 12-20 даН (12-20 кг), на расстоянии 60-80 мм от края и толкать в торец до опрокидывания с целью определением итогового опрокидывающего момента.
ИСО 7174-1:1998 Мебель и стулья, есть уже теоретический расчет с описанием, но он не всегда применим, и он для стульев.

В инете есть описание (в яндексе по запросу «устойчивость стола» в середине страницы , ссылки то нельзя скидывать ) Есть информация по столярным изделиям где приводиться формула ориентировочная. Но она не подтверждена и нет, ссылки на литературу или гост.

PC=(B/2)*Q
Где
- P Вертикальная нагрузка (10-15 даН)
- C свес крышки (мм)
- B длинна, ширина стола (мм)
- Q масса стола (кг)

Формула по размерности имеет смысл, но в ней нет зависимости от высоты стола совсем. Эта формула исходит из условия моментов и правила рычагов. Нету отсылки к местоположению центра тяжести, и что он обязательно должен быть в площади основания.

Мне бы найти литературу по устойчивости конструкций или формулу где присутствует зависимость по высоте. И понимание, на сколько близко может приближаться перпендикуляр от центра тяжести к краю площади основания. Как учитывать и назначать коэффициенты запаса.

Спасибо за внимание.

Подобные темы, на мой взгляд, равновесия моментов, мало. Плюс понять как отследить зависимость от высоты. Интуитивно же понятно, что с высотой 400 мм, и 800 мм разная устойчивость.

Конструктор-технолог (Санкт-Петербург, Россия)

Foxson

Активный участник форумов

Сейчас отсутствует

Сообщение #2 : 10 Декабря 2015 года, 10:40
(ссылка на это сообщение)

Цитата: Interesmaw от 09 Декабря 2015 года, 15:43

Мне бы найти литературу по устойчивости конструкций или формулу где присутствует зависимость по высоте.

Ну только, если "британские учёные" занимались этой проблемой. Формула верная в принципе, но учитывает только вертикальную нагрузку, поэтому зависимости от высоты стола нет. В жизни человек на мебель оказывает совсем не вертикальную нагрузку, те нужна система уравнений по 3 осям.
Пока "британские учёные" эту тему не раскрыли существует методика ФСИН - закреплять мебель к полу дюбелями.
Если эта методика не устраивает - вам достаточно вместо рамы использовать 2 жёсткие опоры стола, так что бы ноги опор выходили за габариты вертикальной проекции столешни на пол на расстояние 300-400 мм с каждой стороны.

Монтажник (Челябинск, Россия)

Interesmaw

Участник форумов

Сейчас отсутствует

Сообщение #3 : 10 Декабря 2015 года, 16:13
(ссылка на это сообщение)

Крепление к полу не допускает заказчик, он наоборот хочет мобильность , и будут выдвижные колесики на эксцентрике с педаль, или на винте. А в запросе дизайнера допустимая территория работы для меня максимум под площадью кровати, а по сути площадь колон и вообще опоры надо прятать как можно ближе к центру конструкции. То есть ножки будут вообще внутри и тем самым уменьшать площадь опоры. И я хочу понять насколько тяжелой мне надо сделать кушетку СПА и где располагаться утяжелители. Так как основная аппаратура у меня будет располагаться под матрасом в верхней раме. (Актуаторы, газ лифты, подогрев и т.д.) Есть подобное изделие в архиве чертежей организации. Но оно рассчитано на меньшую высоту расчета (другой механизм подъема) и делалось методом доработок (Когда я здесь еще не работал) , то есть вообще безрасчетно рисовалось.

Я смотрел схемки по расчету опрокидывания: крана, автопоезда автомобилей и кораблей. Там во всех был упор на угол отклонения и все. Без объяснения других процессов.

Сейчас смог понять надеюсь правильно. Вот примерчик. Условная схема, где
Е - ребро опрокидывания,
А - центр тяжести в первом случае
Б - центр тяжести в первом случае
Г - возмущающая сила
F - вес конструкции
L - плечи сил

(при необходимости внести, дополнительные силы возмущения (ветер, центробежные (для автотранспорта), вес человека и прочие и прочие для любого случая,) )

Первое, что неизменно, это момент восстанавливающий в формулах из первого поста, правая часть, а в этом примере это будет расстояние L1 * F.

Второе переменное,для моего случая, это центр тяжести чем ниже центр, тем меньше плечо до грани опрокидывания и в итоге.

L1 * F = Г * L2 (L3) При необходимости можно ввести коэффициент, поделить плечо у восстанавливающего момента на 2, 3 , хоть 7 единиц запаса. Он выбирается собственноручно (либо в гостах и видимо в закрытых отраслевых ОСТ ). И дополнительные силы в зависимости от условий.

Но меня в таком физическом смысле этой формулы смущает, что не учитывается отрезок с верху схемы ,выше точки Б (хотя он косвенно влияет при его увеличении поднимается центр тяжести.)

Второе при опускании центра тяжести ниже ребра Е, в правой части уравнения получается отрицательное число, что по смыслу неверно, если играть с цифрами к примеру применить модуль , то получается вообще бессмыслица , что чем глубже центр тяжести под землей фундамент бетонный , то тем легче опрокинуть (что в корне неверно).

Мне кажется, что я, где то теряю физический смысл. (Мне кажется я неправильно считаю центр тяжести как точку вращения, и под нее плечо для силы Г )

Задача на самом деле простая, видимо, я где то основу не догоняю по поводу учитывая момента и плеча. Формулу то умею анализировать да и так не особо оленёнок))

В приложении есть пример по опрокидыванию, а там учитываются длинны только по оси Х .
Прикрепленные изображения.

Конструктор-технолог (Санкт-Петербург, Россия)

Interesmaw

Участник форумов

Сейчас отсутствует

Сообщение #4 : 10 Декабря 2015 года, 16:17
(ссылка на это сообщение)

Схемки

page_2.jpg
(1185.48 Кб, 3137x1965) [скачать] [загрузок: 877]

page_3.jpg
(1388.16 Кб, 3203x2050) [скачать] [загрузок: 856]

.jpg
(22.93 Кб, 501x610) [скачать] [загрузок: 722]

Конструктор-технолог (Санкт-Петербург, Россия)

Страниц: [1] Вверх

ВЕРСИЯ ДЛЯ ПЕЧАТИ

www.proektant.org > ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ФОРУМ > Машиностроение >

Контактные данные\| Партнёрская программа \| Подробная статистика
Настройка форумов © «Проектант» \| Конфиденциальность данных Powered by SMF 1.1.23 \| SMF © 2017, Simple Machines