Определение нагрузок на цилиндрические конструкции в потоке - реферат

Цилиндрические конструкции подверженные ветровым нагрузкам колеблются в поперечном направлении (перпендикулярно направлению ветра) из-за образования вихрей на боковых к ветру сторонах. Результатом является образование вихревой дорожки именуемой дорожкой Кармашка. В определенном спектре скоростей ветра и поперечников поперечного сечения цилиндрических конструкций образование и сход вихрей происходят с неизменным периодом по Определение нагрузок на цилиндрические конструкции в потоке - реферат времени, как следует на конструкцию действует повторяющаяся возбуждающая колебания сила. Когда частота схода вихрей приближается к одной из собственных частот конструкции появляются резонансные колебания. Из за конфигурации скорости ветра и появления порывов ветра возникают колебания по направлению ветра но основной энтузиазм представляют конкретно поперечные к ветры колебания. Амплитуда резонансных колебаний будет возрастать Определение нагрузок на цилиндрические конструкции в потоке - реферат до того времени пока энергия, рассеиваемая в итоге демпфирования не будет равна энергии поставляемой потоком воздуха. Таким макаром конструкции владеющие слабеньким демпфированием в основном подвержены данному эффекту.

Процесс образования вихрей на боковых по ветру поверхностях цилиндрических конструкций находится в зависимости от чисел Рейнольдса Re. При очень малых числах Рейнольдса Определение нагрузок на цилиндрические конструкции в потоке - реферат течение в конкретной близости к поверхности цилиндра будет не достаточно отличаться от безупречного течения и образования вихрей не будет. При несколько огромных значениях (до Re = 40) течение отрывается от поверхности и образует два симметричных вихря. Выше Re = 40 симметрия вихрей разрушается и происходит зарождение асимметрического схода вихрей с Определение нагрузок на цилиндрические конструкции в потоке - реферат обратных сторон. Спектр от Re = 150 до 300 является переходным, в нем течение изменяется от ламинарного к турбулентному в области свободных вихрей сорвавшихся с поверхности цилиндрической конструкции. В этом спектре вихревой след периодичен, но скорость поблизости поверхности изменяется не периодично из-за турбулентности течения. Апериодичность конфигурации скорости аргументируется турбулентностью природного ветра. Результатом таких Определение нагрузок на цилиндрические конструкции в потоке - реферат флуктуаций будет то, что амплитуды подъемной либо боковой силы являются в некой степени случайными, эта случайность становится более выраженной с повышением числа Рейнольдса.

Периодичность вихревого следа свойственна для спектра от Re = 40 до 3*105 . При огромных числах Рейнольдса течение в пограничном слое на фронтальной к ветру поверхности меняется от ламинарного к турбулентному Определение нагрузок на цилиндрические конструкции в потоке - реферат и точка отрыва вихрей сдвигается вспять по сгустку. В итоге резко падает коэффициент лобового сопротивления и след становится более узеньким и, возможно, апериодичным. Как следует частота схода вихрей и амплитуда подъемной силы становятся случайными.

Частота, с которой вихри отделяются от поверхности цилиндрической конструкции, обычно характеризуется безразмерной величиной именуемой числом Определение нагрузок на цилиндрические конструкции в потоке - реферат Струхаля Sh:

где n – частота отделения вихрей, d – соответствующий размер, V – скорость ветра. Когда сход вихрей является периодичным, n – частота этого схода, если же сход является случайным нужно гласить об энергетическом диапазоне, а не об одной частоте.

Спектральная плотность боковой силы (цилиндр). Нормализованная спектральная плотность подъемной силы

по Определение нагрузок на цилиндрические конструкции в потоке - реферат аргументу ;

Если использовать Кармановскую спектральную плотность и востребовать выполнения условия =Ёормировки , то

n – частота на графиках в герцах.

для огромных чисел Re (по Фыну).

В связи с тем, что задается по частоте в [Гц], в выражении после определения передаточной функции необходимо перейти к частоте в [Гц]; в формулу Определение нагрузок на цилиндрические конструкции в потоке - реферат заходит .

Главные допущения и уравнение поперечных колебаний прямого стержня. При выводе уравнений поперечного колебания мы будем полагать, что в недеформированном состоянии упругая ось стержня прямолинейна и совпадает с линией центров тяжести поперечных сечений стержня. Эту прямолинейную ось мы примем за координатную ось z и от нее будем отсчитывать отличия частей стержня при Определение нагрузок на цилиндрические конструкции в потоке - реферат поперечных колебаниях. При всем этом будем считать, что отклонение отдельных точек оси стержня происходят перпендикулярно к прямолинейному, недеформированному ее направлению, пренебрегая смещениями этих точек, параллельными оси.

Дальше, мы предполагаем, что отличия точек оси стержня при поперечных колебаниях происходят в одной плоскости и являются малыми отклонениями в том смысле, что Определение нагрузок на цилиндрические конструкции в потоке - реферат возникающие при всем этом восстанавливающие силы остаются в границах пропорциональности.

При таких догадках отличия точек оси стержня при поперечных колебаниях совершенно точно определяются одной функцией 2-ух переменных – координаты z и времени t:

.

Эта функция удовлетворяет линейному дифференциальному уравнению в личных производных 4-ого порядка, которое может быть выстроено Определение нагрузок на цилиндрические конструкции в потоке - реферат последующим образом.

Обозначим через m(z) массу единицы длины стержня (кг*сек2 /см2 ), через EJ – твердость на прогиб [ E (кг/см2 ) – модуль упругости, J (см4 ) – момент инерции поперечного сечения стержня относительно поперечной оси. На стержень действует распределенная поперечная нагрузка, интенсивность которой мы обозначим через .

Кинетическая энергия колеблющегося стержня Определение нагрузок на цилиндрические конструкции в потоке - реферат есть кинетическая энергия поперечных смещений частей стержня

.

Возможная энергия равна сумме 2-ух слагаемых:

а) возможной энергии упругой деформации (работа восстанавливающих упругих сил)

;

б) возможная энергия прогиба от поперечной нагрузки

.

Функционал S Остроградского – Гамильтона имеет тут вид

Уравнение поперечных колебаний стержня мы получим, составив для функционала S уравнение Эйлера:

.

Решение задачки о свободных колебаниях Определение нагрузок на цилиндрические конструкции в потоке - реферат консольно защемленной балки

с граничными критериями

при z = 0:

консольное защемление

при :

отсутствие перерезывающих сил и моментов на свободном конце;

будет иметь вид:

- для первого тона.

(1)

примем (Способ Бубнова-Галеркина)

Тогда: где - собственная частота I-ого тона.

Тут нет демпфирования, введем искусственно конструкционное демпфирование (как логарифмический декремент, равен 0,005).

- случайная функция

В выражении величину Определение нагрузок на цилиндрические конструкции в потоке - реферат

;

Интегрирование от 0 до 100

В величину частота заходит в герцах, потому

Веса единицы объема кожуха(сталь) и футеровки

Средняя площадь футеровки и кожуха тубы

Погонная масса трубы

Аппроксимация формы при , , тогда ;

Тогда

Независимость q от нормировки f(z) связана с тем, что линейное дифференциальное уравнение для q находится в зависимости от правой Определение нагрузок на цилиндрические конструкции в потоке - реферат части, знаменатель находится в зависимости от 2-ой степени, а числитель от первой степени f(z), т.е.

(чем больше f(l), тем меньше q при )

Тогда

Уравнение для q будет иметь вид:


opredelenie-osadki-lentochnogo-fundamenta-metodom-elementarnogo-poslojnogo-summirovaniya.html
opredelenie-oshibok-viborki.html
opredelenie-osnovnih-finansovih-pokazatelej-deyatelnosti-kommercheskoj-organizacii.html