Файл: Филиппов, А. П. Воздействие динамических нагрузок на элементы конструкций.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.10.2024
Просмотров: 90
Скачиваний: 0
где |
Рлт |
1 |
dqi (г|) |
. i2nm |
|
А, (пи) — qt (тх) cos |
|||||
|
ki |
dr\ •Л=тх |
sm ------- |
||
|
|
п |
|
Г, |
, |
, |
. . |
121Ш! |
, 1 |
dq: (Г|) |
i2nm |
|
|||
|
Вс (тх) = |
qt (тх) sin |
|
|
|
|
COS- |
|
||||
|
|
|
к |
|
|
|
|
|
х\=тх |
|
||
|
|
|
|
|
2 а 2Р |
|
|
|
|
|
||
Fi*,+l = -jr'% P r 1 ~ |
Um+l ('По. Лг) + 0 ^ .m + ll |
X |
||||||||||
|
||||||||||||
|
|
|
г=Я |
|
in (2т — 2mr 4- 1) |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
X S ln “ ^ -----2п |
|
|
|
|
||||
тг = |
|
причем |
тг округляется |
до |
целого |
числа; |
yr,m+1 — |
|||||
среднее |
значение |
уг (ц0) |
на |
выбранном |
участке, |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
Уг (тх) + Уг (тх -f т) |
|
/о vn |
|||||
|
|
|
Уг.т+1 = ------------- 2---------------* |
|
\Z J l ) |
|||||||
Наконец, уравнения (2.67) на участке от тх до тх + |
т запи |
|||||||||||
шутся |
в |
виде |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г (Ло> Лг) 1ч.=яя+т = |
mXf ~ ~ Kir (тх) + К 2г(тх) + |
|
||||||||
|
+ |
2n? Um+ 1 = |
Ки (тх) — i |
-----b K 2r (тх) + |
-^ -U m+u |
(2.72) |
/dz (rin, Hr)
d i lo
= Kir (mx) + — Um+1 |
(r = q ........... |
k), |
r f o = m x + T
где
|
|
|
г\о=тт |
|
is i \ |
i |
w |
ml dz (t]0 , |
r|r ) | |
K 2r (mx) = |
2 (Ло, |
Лг) k=m x |
------ n--------------- |
|
|
|
|
“ Id |
|ri0= m T |
Для случая движения системы грузов с постоянной скоростью формулы (2.69) — (2.72) можно упростить. Обозначим
yr (mx) = S (г, |
т), |
||
|
|
|
= Т ( г ,т ) , |
п г |
а Чо |
[г|0= т т |
|
qt (тх) — M (i, |
т), |
||
1 |
(Ло) |
|
= К (г, т), |
ki |
di\0 |
г)0=тт |
2 (Ло> |
Лг) к = тт = |
|
г dz (Т|п, ту) |
||
п |
dr\0 |
г\0=тх |
in |
/*\ |
|
cos-----= |
с (и, |
|
пп |
W’ |
t - J l
sin----- = su). an 4'
Q (г. т), |
(2.73) |
|
|
= R (r, т), |
|
6 3 - 2 9 2 5 |
8 1 |
Воспользовавшись теоремами сложения тригонометрических функций и подставив значения произвольных постоянных, получим окончательные выражения для значений деформаций и обобщенных координат:
S(r, |
т + |
1) = |
S (г, |
т) cos |
|
+ Т {г, |
m) sin |
+ |
|
+ |
2п |
■F) |
|
|
|
|
|
|
|
Пг11 |
|
|
|
|
|
|
|
||
T(r, |
m + |
1) = |
Т (г, |
m) cos |
|
— S (г, |
т) &\п~ + |
||
+ |
2п |
■F\,m+1, |
|
|
|
|
|
(2.74) |
|
пгп |
|
|
|
|
|
|
|||
М (г, |
т-{-\) — М (г, |
т) с (г) + |
N (i, т) s(i) + |
Fi,m+1 [1 — с (<)], |
|||||
N (г, |
т + |
1) = |
N (i, |
т) с (г) — М (г, m) s (г) + F/,m+i s (г), |
|||||
Q (г, |
m + |
1) = Q (г, |
т) + |
R {г, т) + |
|
Um+X(тр,, Г|г), |
|||
R(r, |
т + |
1) = |
R (г, |
т) + |
-^ |
Um+l (т]0, |
ту |
(г = q........... k), |
|
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Fl,m^ ^ G |
r s r n ^ ^ ± ^ |
- U |
m+l^ |
Л г), |
|
||||
|
1 |
21 Рт |
2сс28 |
|
|
|
Cry r,m + 1 X |
||
|
^ 2— ^Лп+ 1 ("По, |
т у + |
|||||||
, • |
(Л (2яг — 2тг 4- |
1) |
|
|
|
|
} (2.75) |
||
|
|
|
|
|
|||||
X s ln _ J ------- ■ ^ |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Уг,т+1 — ~ |
(г> т) ~Ь *5{г, |
т -f- 1)]. |
Коэффициенты динамичности перемещений (2.63) и напряжений (2.68) в любом сечении х при г)0 = тх + т запишутся в виде
г (Ио, х) — 2 |
^ (г> т У 1) s^n — 1~~> |
|
|
i |
|
|
(2.76) |
|
|
|
|
° (rio, X) = -А - 2 |
(В m + 1) sin |
. |
|
i |
|
|
|
Коэффициент динамичности балки под грузом с |
номером |
г будет |
|
г (Ио, Иг) = Q (г, т + 1), а |
перемещение подрессоренной |
массы |
|
МХг имеет вид |
|
|
|
Znr(Ио) = 5 (г, т + 1) + Q {г , т + 1). |
(2.77) |
Умножив z (т]0, х) и znr (%) на г0, а о (Ло» х) на ст0, получим дина мические перемещения балки и подрессоренного груза, а также динамические напряжения балки в любом сечении пролета х в момент времени т]0 = vt:
гд (Ло. х) = |
z0z (т]0, х), |
2дпл (Т|о) = Z0Znr (Т]0), |
|
Од(Ло. *) = |
(тПо. *)■ |
Все указанные выше величины могут быть определены, если известны значения Um+l (%, Лг), найденных при г = q, q + 1,-.-
..., k (для каждого груза, находящегося в пролете). Последние определяются из соотношений (2.63) для каждого груза
|
2 (“По.. “Л,) = |
2 |
4i (Ло) sin - г 1- |
|
(г = |
Ч, •••.*)■ |
|
|||||||
Введя обозначения (2.73), с учетом (2.74) получим систему урав |
||||||||||||||
нений для каждого момента времени, |
соответствующего |
очеред |
||||||||||||
ному участку интегрирования. Так, для |
т]0 |
= |
тх + т получим |
|||||||||||
|
Q (У. т + 1) = |
2 ^ 4 |
(г, |
т + |
1) sin |
in (т — mj + 1) |
|
|||||||
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
п |
(2.78) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
(/ -<?, |
<7 + 1, |
|
|
k), |
|
|
||||
где / — число |
грузов, |
находящихся |
в |
пролете. Подставим в эту |
||||||||||
систему |
значения |
Q (/, т + 1 ) |
и |
М (i, т + |
1), причем |
в (2.74) |
||||||||
заменим уг,т+\ его значением |
из формулы (2.75). Тогда из этой |
|||||||||||||
системы можно найти Um+i |
(т]0, |
г];) |
для |
всех |
/ = q, q + |
1, ..., k: |
||||||||
|
-fit Vm+l |
П/) + |
2 |
и ™+\ (Ло. |
Лг)Рг X |
|
||||||||
|
|
|
/ |
|
I |
|
сг |
. |
пг \ ^ |
р" |
__р |
|
||
|
|
Х |
( |
я 2 |
+ |
2nrn |
Sm |
2п ) |
^ |
F l'r’i ~ |
|
|||
|
|
|
Cr(l + C0s- ^ ) |
|
|
|
|
сгып- |
|
|||||
= |
Z iPr |
1 + |
|
|
|
|
|
5 (г, |
т ) |
+ |
■ |
Т (г, т) + |
||
|
r = q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
cr |
„ . |
+ |
-тг~ |
G, Sin |
1 |
2пгп |
Т |
fir ( 2 m + l ) |
. |
пг |
|
„ ^ |
sin |
г |
2 Fi-r’i + |
2п |
|
2п |
+ 2 |
(г\ |
т) с (0 + |
N (г’> m) S (г)] sin |
— "1‘ |
^ —. |
|
|||
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
— Q(U |
m) — R (i, |
т) |
(j = |
q, q + l , |
k), |
(2.79; |
|||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F u j = |
- 1 [1 |
- |
c (01 sin |
-Я(2от~2Г |
г + 1 ) |
sin |
|
|
6 * |
83 |
Начальные условия могут быть заданы любые. В частности, можно предполагать, что балка в момент входа первого груза на ходится в покое, а подрессоренная масса при входе каждого оче редного груза находится в положении равновесия, т. е. при г] = = vt0 = О
Z(t, Г)) = |
- ^ 1 |
^ |
= 0, |
(2.80) |
а при |
|
|
|
|
г)0 = er = vtr уг (t) = |
= |
0 |
(r = q , . . . , k ) . |
(2.81) |
Из выражения для прогиба балки (2.63) следует, что при входе очередного груза на левую опору его перемещение и вертикальная
составляющая скорости равны нулю, т. е. |
|
|
2 {t, цг) = dz V’t ^ = 0 при цГ = |
0 |
(г = q, . . . , k). (2.82) |
Тогда для т0 = 0 из (2.80) — (2.82) |
следует, что |
М (i, т0) = N (г, т0) = 0,
S (г, тг) = Т (г, тг) = 0,
Q (г, mr) = R (г, тг) = 0.
Расчет производится в следующем порядке. Определяются но мера шагов по времени т $, соответствующие входу каждого груза групповой нагрузки, причем т0 = 0 соответствует входу первого груза. Далее, при расчете каждого текущего номера шага опре деляются значения k и q. Для номера шага т при выполнении
неравенства |
ms < |
т < |
ms+i |
принимается k = |
s. При |
п + ms С |
||||||||||
С т < |
п + |
т5+1 (п — число |
шагов, за которое первый груз прой |
|||||||||||||
дет пролет балки) принимается |
q = |
s + |
1, причем если т < ; п + |
|||||||||||||
-f m0, |
то |
q = |
0. |
|
|
|
т соответствующие |
|
|
|
k и |
|||||
Определив |
для |
очередного |
значения |
|||||||||||||
q, решаем систему уравнений (2.79) порядка k |
— q + |
1 и находим |
||||||||||||||
Um+i (г|0, Л/) |
|
при |
j = |
q, |
q + |
1, |
6. |
Из |
(2.74) |
определяем |
||||||
S (г, |
т + |
1) |
|
и Т (г, m + 1). Затем из |
(2.75) |
находим |
значения |
|||||||||
yr,m+1 |
(r = |
q, |
■■■, Щ и |
получаем |
М (i, |
т + |
1), |
IV |
(i, |
т + |
1), |
|||||
Q (г, т + |
1), |
|
Д (г, т + |
1). По формулам (2.76) и (2.77) могут быть |
вычислены также вертикальные перемещения грузов и напряжения
в балке. При увеличении номера шага на |
единицу |
определяем |
||
k. и |
q, |
соответствующие т + 1 и из (2.79) |
находим |
t/m+2 0lo> Л/) |
и т. |
д. |
Вычисление заканчивается при сходе всех грузов. |
Прогибы и напряжения при движении системы грузов
Исходными данными при движении системы грузов являются без размерные параметры а , (3, пг, Gr, р г и сг, характеризующие балку и систему грузов, целочисленные параметры п и г, задающие точность вычислений, а также общее число грузов, проходящих
,84