2.3 Анализ созданной фермы

Для анализа конструкции в программе предусмотрено множество видов расчётов. Для данной задачи потребуется статический расчёт и расчёт на устойчивость (рисунок 6).

Рисунок 6 - Задание на расчёт

Оценка конструкции ведётся по нескольким картам результатов, которые выдаёт программа, и по максимальным значениям элементарных перемещений и поворотов балок. Такая оценка позволит не только сделать вывод о надёжности системы, но и определить места критических напряжений в балках, а значит сказать, где каркас «сломается».

Дополнительно можно узнать реакцию в каждой из опор и сказать, какая из них, при таком характере нагрузки, не выдержит первой. Также будут важны данные о расходах материала на ферму, по ним можно судить о выгодности конструкции.

Далее приведены все данные для анализа конструкции с приданием рабочей нагрузки (карты результатов представлены в изометрическом виде для наглядности).

Рисунок 7 - Перемещения стержней (мм)

Рисунок 8 - Поворот стержней (градус)

Рисунок 9 - Напряжения в стержнях (H/мм²)

Рисунок 10 - Таблица реакции в опорах

Рисунок 11 - Таблица расхода материала

Рисунок 12 - Характер деформации (вид слева и вид спереди)

Вывод:

1) На карте перемещений стержней (рисунок 7), в точке максимума, каркас прогнулся, примерно, на 2,4 метра (при общей протяжённости конструкции 24 метра и нагрузки 1,8 тонн)*, что уже является причиной признания такой конструкции неприспособленной для данной задачи;

2) На карте поворота стержней (рисунок 8), видно, что в месте придания рабочей нагрузки в 1 тонну (точка максимума поворота) балка повернулась на угол в 23, при своей элементарной длине 2 метра. Для проката Тавр 10БТ1 (ТУ 14-2-685-86), такой поворот может быть причиной того что балка лопнет в месте сварки с другой балкой;

3) На карте напряжений в стержнях (рисунок 9), в месте соединения стержня с опорой №4 (точка максимума) балка испытывает наибольшие напряжения и, возможно, при увеличении массы груза, в этом месте произойдет, вырыв стержня из опоры, также исходя из таблицы реакций в опорах (на эту же опору приходиться большая часть нагрузки);

4) Программа, исходя из расчёта на устойчивость, выдаёт коэффициент запаса устойчивости равный 2260433,541, что, несомненно, говорит о ненадёжности конструкции.

5) Тем не менее, по таблице расхода материала (рисунок 11), масса каркаса не превышает 0,8 тонн, что довольно выгодно. Так же, количество балок всего 37 штук и все они одинаковой длинны, что упрощает процесс монтажа конструкции.