Başka bir fragman kurmayı düşünüyorum. Geçmişte çok sayıda küçük römork yaptım, ancak bu sefer kendime 7.500 lbs için derecelendirilmiş küçük bir tandem aks boynu inşa etmek istiyorum.

Sertifikalı bir kaynakçıyım, Fizik dalında lisans derecem var ve yazılım geliştiricisi olarak çalışıyorum. Nasıl yapılacağını biliyorum, ama malzeme seçimiyle ilgili bazı bilgiler istiyorum.

• Yuvarlak Boru
• Köşebent
• I-Kiriş
• Dikdörtgen Boru

Şu anda Dikdörtgen Tüplere destek için en iyisi olarak eğildim, ancak bunu doğrulayan çevrimiçi bir şey bulamıyorum.

Römork için en iyi malzemeye karar verdikten sonra, hangi boyut ve kalınlığı kullanmam gerektiğini söylemek için iyi grafikler nerede bulabilirim? Açıkçası, aşırıya kaçabilirdim, ama sahip olduğum kadar demir atmak yerine bunu daha akıllı bir şekilde inşa etmek istiyorum.

Kimsenin girdisi var mı? Bunu yayınlamak için daha iyi bir grup var mı? Endüstri Mühendisliği ise hat boyunca bir şey arıyordum, ama hepsi bu kadar.

DÜZENLEME:
Bunu, birisinin bana şöyle bir şey söyleyebileceği genel bir soru tutmaya çalışıyordum, "İşte kullandığımız formül bu ve nasıl kullanacağız ..." Görünüşe göre bunu almayacağım gibi görünüyor.

En ağır yüküm, ön yükleyicili bir traktör ve arkada toplam ağırlığı 5500 ila 6500 lbs olan bir fırça kesici olurdu. İki (2) 3500 lbs aksa sahip bir tandem akslı römork, bu yük hassaslığını destekleyebilir. Southwest Wheel'in frenli burulma aksından akslar seçtim (ön aksta frenler olacak, ancak arkada değil).

Römork uzunluğu 18 metrelik olacak ve bir boynu konfigürasyonuna sahip olacak (ağırlığı daha iyi dağıtıyor ve bir tampon römorkundan daha düzgün çekiyor). Hesaplamalar için 7500-lb kapasite kullanacağım.

Ben BURAYA (başka bir web sitesinin reklamını değil çalışıyor, ama bu veri görmek nerede) bir spec sayfası kullanarak kare boru için yapısal verilere bakıyorum . Sayfa 21 çeşitli ebat ve kalınlıklar için veri değerlerini göstermektedir.

Bükme Faktörü adı verilen bir çizgi var. 18 metrelik bir römork için (18 x 12 = 216 inç), 3/8 inç kalınlığında 4x2 kare boru, (x = 1.03, y = 1.55) bir Eğilme Faktörü gösterir.

Dün aşağıdaki değerleri girdiğim Rogue Fabrication'ın Hesap Makinesi'ni kullanıyordum : Tüp Şekli = Kare Boru, Dış Çap = 4-in, Duvar Kalınlığı = 0.1875-in, Malzeme = "Ucuz dikişli boru", Yük = 3800-lbs, Tüp Uzunluk = 216-inç ve Tehlike Faktörü = 1, malzememin yükleme koşullarından 1,22 kat daha güçlü olduğunu anladım.

Sonra, Uzunluk = 216, Genişlik = 2, Yükseklik = 4, Duvar Kalınlığı = 0.1875, Kuvvet = 3750 değerleri ile EasyCalculation'ın Işın Sapma Hesaplayıcısını denedim . 2 uzunluklu dikdörtgen boru için yaklaşık 100 inçlik bir sapma gösterir. 4 uzunluk kullanırsam, bu kuvveti ışın başına 7500/4 = 1875'e ve sapmayı 50 inç'e düşürür. Bu sapma değerleri gerçekten yüksek görünüyor. Bu, çoğu römorktan daha fazla demirdir.

Kullandığım eski tandem akslı römorkun sadece iki (2) uzunluğunda 4 inç köşebent (1/4 kalınlığında) var. Birkaç inç büker, ancak 50 inç değil. Bir şey eksik olmalıyım.

20 ft uzunluğunda bir malzemenin sahip olacağı esneklik miktarını nasıl hesaplayabilirim?

Kare boru en iyisi değilse, neyin daha iyi olacağını ve yorum yaparken bu yapılandırmayı nasıl seçtiğinizi bana bildirdiğiniz sürece sorun yoktur.

İşte kullandığımız formül (ler)

Işın Bükme ( Wikipedia'da mevcut )

$$EI\frac{d^4\,\delta y}{d\,x^4}=q(x)$$ $$I=\int (y-\bar y)^2 dA$$ $$\bar y= \frac1{A}\int y \;dA$$

$$\sigma_{max} = y_{max}E\frac{d^2\,\delta y}{d\,x^2}_{max}$$

Burada uygulamasının enine kesit alanıdır, ışını yükleme yönünde ekseni boyunca konumu, yükleme yönünde saptırma olup, elastiklik modülüdür elde etmek için (Matweb arama malzemeniz için bir değer) ve son olarak mesafe başına yük işlevidir.$A$$y$$\delta y$$E$$q(x)$

Bunları nasıl kullanacağınız aşağıda açıklanmıştır

Yüksekliği , genişliği ve kalınlığı olan dikdörtgen bir boru için:$H$$W$$t$

$$\bar y=0$$ $$I=W\int_{-\frac{H}2}^{\frac{H}2}y^2\;dy-(W-2t)\int_{-\frac{H}2+t}^{\frac{H}2-t}y^2\;dy=\frac{H^3W-(H-2t)^3(W-2t)}{12}$$

İçin$H=4\,in\,,\quad W=2\,in\,,\quad t=.1875\,in$

$$I\approx4.2\,in^4$$

Şimdi ışın yükü var, bu muhtemelen zorlukla karşılaştığınız yerdir. İlk önce konsol kirişine bir göz atalım:

Burada yüklenen sadece iki nokta var, destek ve uç. Bir tramplen senaryosu düşünün. Bu destek en olduğunu söylemek gerekir ve yük olan$x=0$$F$$x=L$

$$q(x)= -\delta(x)F+\delta(x-L)F$$

$$EI\frac{d^4\,\delta y}{d\,x^4}=q(x)$$

$$EI\frac{d^3\,\delta y}{d\,x^3}=\int_{0^-}^xq(x) dx = F$$

Bu temel olarak kirişte tüm yol boyunca sürekli bir kesme stresi olduğunu söylüyor.

$$EI\frac{d^2\,\delta y}{d\,x^2}=\int F dx +C=F(x-L)$$

Bu ifade kirişteki eğilme momenti içindir. Serbest ucun eğilme momentinin sıfır olması gerektiğini biliyoruz, bu nedenle entegrasyon sabitini buna uyacak şekilde ayarladık.

$$\frac{d\,\delta y}{d\,x}=\frac1{EI}\int F(x-L) dx +C=\frac{F}{EI}(\frac12 x^2-Lx)$$

Bu, saptırılmış ışının eğimini temsil eder. Burada desteğin eğiminin sıfır olması gerektiğini biliyoruz, bu nedenle entegrasyon sabitini buna göre ayarladık.

$$\delta y=\frac{F}{EI}\int \frac12 x^2-Lx \; dx +C=\frac{F}{EI}(\frac16 x^3-\frac{L}2 x^2)$$

Burada destekte sapmanın sıfır olduğunu biliyoruz, bu yüzden eh entegrasyon sabitini buna göre ayarladık. Şimdi sonunda sapmaya bakmak istiyorsak$x=L$

$$\delta y=-\frac{FL^3}{3EI}$$

Bu, yayınınızdaki son web sitesindeki denkleme karşılık gelir.

Gönderen Matweb orta alaşımlı çelik için elimizdeki takmayı Yani:$E=30\,000\,ksi$

$$\delta y= -\frac{3.750\,klb \, (216 in)^3}{3\,30000\,ksi\,4.2\,in^4}\approx -100\,in$$

Online hesap makinesinin ürettiği tam olarak budur. Bununla birlikte, böyle bir kiriş yüklemeye çalışırsanız, kalıcı olarak deforme olur. 18 ayaklı bir kol gerçekten uzun ve 4 inçlik ince duvar kirişindeki sümüğü sadece orta zorlukta bükecek. Sorun şu ki, bir römork konsol kiriş değil.

bu yüzden daha makul bir yükleme senaryosuna bakalım. treylerin ucundan ve bulunan bir nokta yükü olarak modelleyelim, arka üzerine dağıtılan yükü ve boynu bunun önünde destekliyor .$40\,in$$80\,in$$7500 lbf$$18\,ft$$5ft$

Şimdi bazı yüklerimiz henüz bilinmiyor, ancak süreçte bazılarını bulabiliriz. Bazıları olsa yapamayız, bu yüzden ek bir kısıtlama ekleyelim. Ağırlık dağılımı, değişkenine göre akslar arasında bölünecektir$\alpha$

$$F_{axles}=F_{rear} \frac1{\alpha}=F_{front}\frac1{(1-\alpha)}$$

Şimdi elimizde:

$$q(x)=-\frac{F}{L}H(L-x)+F_{axels}(\alpha\delta(x-x_{rear})+(1-\alpha)\delta(x-x_{front})+(F-F_{axels})\delta(x-x_{goose})$$

entegre:

$$EI\frac{d^3\,\delta y}{d\,x^3}=\begin{cases} -\frac{F}{L}x & x\leq x_{rear} \\ -\frac{F}{L}x+F_{axels}\alpha & x_{rear} \lt x\leq x_{front} \\ -\frac{F}{L}x+F_{axels} & x_{front} \lt x\leq L \\ F_{axels}-F & L \leq x \end{cases}$$

Sonra tekrar entegre edin:

$$EI\frac{d^2\,\delta y}{d\,x^2}=\begin{cases} -\frac{F}{2L}x^2 & x\leq x_{rear} \\ -\frac{F}{2L}x^2+F_{axels}\alpha (x-x_{rear}) & x_{rear} \leq x\leq x_{front} \\ -\frac{F}{2L}x^2+F_{axels} (x-(1-\alpha)x_{front}-\alpha x_{rear}) & x_{front} \leq x\leq L \\ (F_{axels}-F) (x-x_{goose}) & L \leq x \end{cases}$$

Bu bükülme momentinin sürekli olması ve uçlara hiçbir bükülme momenti olmadığından her iki ucun da sıfır olması gerektiğini unutmayın (dönme serbesttir) Bu, bulmak için kullanılabilecek ek bir kısıtlamaya yol açar$F_{axles}$

$$F_{axels}=F\frac{x_{goose}-\frac{L}2}{x_{goose}-(1-\alpha)x_{front}-\alpha x_{rear}}$$

Ancak, ifadeleri daha kısa tutmak için ifadelerde bırakalım .$F_{axels}$

Şimdi eğim şöyle olacak:

$$\frac{d\,\delta y}{d\,x}=\frac1{EI}\begin{cases} -\frac{F}{6L}x^3+C_1 & x\leq x_{rear} \\ -\frac{F}{6L}x^3+F_{axels}\alpha \frac12 ( x-x_{rear})^2+C_1 & x_{rear} \leq x\leq x_{front} \\ -\frac{F}{6L}x^3+F_{axels}(\alpha \frac12 (x-x_{rear})^2+(1-\alpha)\frac12(x-x_{front})^2)+C_1 & x_{front} \leq x\leq L \\ (F_{axels}-F)\frac12 (x-x_{goose})^2 +C_2 & L \leq x \end{cases}$$

Ve bu noktada sayısal bir çözüme geçtim. Tekrar entegre oldum ve hem eğim hem de yer değiştirme sürekli olacak ve kaz ve arka akstaki yer değiştirme sıfır olacak şekilde tüm sabitler için değerler buldum. Ortaya çıkan sapmanın maksimum değeri yaklaşık 2 inç idi. Ama tam yükü kullandım ve 1 inçlik yükün yarısını kullanmalıydım. Bana doğru geliyor.

Not eğilme momenti tepe olduğu yarısı yüksekliği ile çarpılır ve alan şu bölünen bir zirve stresini elde bu% 13 ile ilgili Matweb medium alaşımlı çelik beton kolon. Eğer bu yeterli olacağını düşünmek mihgt, ancak, bu sadece hareket ve darbeleme değil, sadece statik bir römork içindir.$9\, kN \,m$$38 ksi$

Römork üzerindeki ivme kuvvetleri kısa sürelerde yükü kolayca üç katına çıkarabilir. Buna ek olarak, yoldaki tümsekler yüklemeyi çevreleyerek bakmak istediğiniz akma dayanımını değil, römorkun dayanmasını istediğiniz uygun devir sayısındaki yorulma dayanımını sağlar. Yorulma mukavemeti akma mukavemetinin% 10'u kadar düşük olabilir, bu yüzden yaklaşık 30 (% 3/10) bir minimum yük faktörü istiyorum, daha sonra 2 güvenlik faktörü ekleyin ve kirişlerinizin yaklaşık 60 kat olması gerekir statik yük senaryosunda akma stresinizi karşılamak için gerekenden daha güçlüdür. Kısacası, daha büyük ışınlarla giderdim.

Römork tasarım kriterleri hakkında bazı ek bilgiler ve uzun tartışmalar. Yükleme ve güvenlik faktörleri hakkında iş parçacığında beyaz bir kağıt bile var:

Treyler Tasarımı için Yükler

Bu sitede römork tasarımı hakkında iyi bilgi sağlayan başka pek çok konu var.

Değeri için, bir römork için yapı tasarımımı bir çeşit dikdörtgen çelik bölümle başlatacağım. Bunlar düzenli olarak mevcuttur ve çalışmak için "kolay" (kesme, delme, kaynak yapma, diğer bileşenleri takma vb.).

Bir römorkun yapısı için, dikdörtgen kesitli boru, mukavemet sertliği ile tasarım ve imalat kolaylığı arasında en etkili uzlaşma olacaktır. Yuvarlak boru, ağırlık için biraz daha güçlü bir ağırlıktır, ancak dikdörtgen borunun uygun düz yüzeylere sahip olması nedeniyle doğru bir şekilde monte edilmesi ve birleştirilmesi çok daha zordur.

Daha önce de belirtildiği gibi, gerçek dünyada kalkülüs tarafından tasarlanmamıştır ve şimdiye kadarki en iyi bahis, mevcut bir tasarımı kopyalamaktır, çünkü bu tür uygulamalarda hatalar, yaklaşık bir ışın demeti, böylece FEA yazılımına erişiminiz olmadığı sürece kağıt hesaplamaları biraz anlamsızdır.

İlk kez yapısal çelik profillerle çalışıyorsanız veya sadece mekanik özellikleriyle ilgili doğru verileri arıyorsanız, bölgeniz için resmi "Çelik Konstrüksiyon El Kitabı" nı bulun. Burada Kanada'da "Kanada Çelik Konstrüksiyon Enstitüsü (CISC): Çelik Konstrüksiyon El Kitabı" ve ABD'de "Amerikan Çelik Konstrüksiyon Enstitüsü (AISC): Çelik Konstrüksiyon El Kitabı" dır. Diğer ülkelerden emin değilim ama hepsi aynı başlık formatını takip ediyor ve ya "Çelik Konstrüksiyon El Kitabı" ya da "Çelik Konstrüksiyon El Kitabı" olarak adlandırılıyor. Bunu ararsanız, bölgeniz için resmi sürümü bulmak oldukça kolay olmalıdır.

Aynı soruları araştırmaya çalışan bu konuya rastlayan biri olarak, güvenilir cevaplar bulmanın ne kadar zor olabileceğini biliyorum. Bu yüzden bunu yeterince vurgulayamıyorum. KENDİNİZİ KOPYALA EDİN !! Bu kitap kelimenin tam anlamıyla sahip olduğunuz her soruyu cevaplayacak ve keşke daha erken bulsaydım.

Şerefe, ha.

Kolay cevap tasarım değil - hile. Git ve peşindekine benzer bir fragman bul. Fotoğrafını çekin ve tüm bitleri ölçün. (Takmaya çalıştığın gibi davranma). Benzer bölümler yapacak, ancak daha büyük boyutlarda hata yapardım.

Şimdi sorunlarınız: -

1. Eklemlerin kaynağı. Ne tür bir kaynakta sertifikalı olduğunuzdan emin değilim, ancak 10mm çelik fileto kaynağı araba kanatlarına yapışmakla aynı şey değil.
2. Frenler. Çalıştıklarından emin olmalısınız. Onları nasıl test edeceksiniz? Sadece römorkun sürücünüzü yuvarlamaması, çalıştıkları anlamına gelmez.
3. İngiltere'de, bunu kamuya açık bir karayoluna götürürseniz, bir test sertifikası gerekir.

Tüm Sağlık ve Aptallık saçmalıklarından nefret ediyorum, ancak bunu hızlı bir şekilde sürerseniz üstleneceğiniz sorumluluğu hafife almayın.