6. Діючі навантаження в небезпечних перерізах

За даними практичної роботи №4 встановлено два небезпечні перерізи (один для рукояті інший для стріли) з діючими зовнішніми навантаженнями в них.

Для небезпечного перерізу рукояті:

N= 127,047 кН; Q = - 65,377 кН; Mзг= 76,128 кНм.

Для небезпечного перерізу стріли:

N= 6,706 кН; Q = 328,627 кН; Mзг= 360,95 кНм.

7. Визначення будівельних висот небезпечних перерізів

За матеріалами практичних робіт №1 та №2 встановити будівельні висоти (H) двох перерізів з урахуванням масштабу. Для рукояті (рис. 3) будівельна висота Н =471.2 мм.

Рисунок 3 – Визначення будівельної висоти в перерізі А-А

Для стріли (рис.4) можливі два небезпечні перерізи А-А та Б-Б.

Розглядаючи співвідношення будівельних висот перерізів та діючих в перерізах згинальних моментів, отримаємо співвідношення

H1/H2 = 566,5/453,2= 1,25 > Mзг1/Mзг2 = 320,706/270,792=1,18; - звідки очевидно, що більш впливовим на НДС є співвідношення будівельних висот і за небезпечний переріз приймається переріз Б-Б. Вплив значення будівельної висоти на НДС додатково посилюється тим, що момент опору перерізу пов'язаний з квадратом значення будівельної висоти.

Силові фактори, які діють в перерізі Б-Б:

N= 6,471 кН; Q = -51.036 кН; Mзг= 270,792 кНм.

Рисунок 4 – Визначення будівельних висот в перерізах А-А та Б-Б

8. Визначення геометричних параметрів перерізів балок рукояті і стріли

За заданим інваріантом визначимо геометричні параметри перерізів балок рукояті і стріли (рис. 5) з побудовою перерізів в масштабі 1: 1 в ACAD.

Заданий інваріант: B=0,6 H; t1=0,1H; t2=0.05H; t3=0,06H.

Для перерізу А-А рукояті геометричні параметри будуть при H=47.12 см:

B=0,6 H=0,6· 47.12 =28.272 см ; t1=0,1H=0,1 ·47.12=4,712 см; t2=0.05H=

=0,05·47,12=2,35 см; t3=0,06H=0,06·47,12=2,827 см.

Для перерізу Б-Б стріли геометричні параметри будуть при H=45,32 см:

B=0,6 H=0,6· 45,32 =27.19 см ; t1=0,1H=0,1 ·45,32=4,53 см; t2=0.05H=

=0,05·45,32=2,27 см; t3=0,06H=0,06·45,32=2,72 см.

Рисунок 5 – Геометричні параметри рукояті і стріли

9. Дослідження напружено-деформованого стану робочого

обладнання маніпулятора

Дослідження НДС робочого обладнання маніпулятора проводиться за наступною методикою:

розраховуються геометричні характеристики небезпечних перерізів (площа, координати нейтральної осі, моменти інерції, моменти опору);

визначаються характерні розрахункові точки і розраховуються за зовнішнім навантаженням перерізу напруження, відповідно для N - _N, для M - _зг, для Q - _Ж ;

розраховуються по 7 значень для кожної розрахункової точки і, за даними розрахунків, для кожного перерізу вибирається найбільш навантажена точка і по ній встановлюється запас міцності стріли чи рукояті (матеріал - сталь 10Г2С1 [σ] = 320 МПа) .

Розрахунки проведені в середовищі MATHCAD, листинг розрахунків та пояснення наведено у Додатку А.

За результатами розрахунків побудовані епюри напружень для перерізів:

A-A ( рукояті) (рис. 6), Б-Б (стріли) (рис. 7).