Вопрос скорее риторический. Однозначно из алюминиевой трубы заданного в проекте сечения. А если подходящей трубы не оказалось? Вот здесь на помощь приходят знания полученные в высшем учебном заведении на лекциях по "сопромату".
Итак, что мы имеем: труба, материал- алюминий, диаметр 60 мм, толщина стенки 2 мм. Что мы не имеем: труба, материал- алюминий, диаметр 60 мм, толщина стенки 2 мм...
Вобщем, нет у меня трубы с указанными параметрами. Да и в ближайших торговых точках тоже не наблюдается. Берем в руки учебник "Краткий курс сопротивления материалов" и определяем одну из основных характеристик сечения объекта- его геометрический момент инерции.
Для круглых и квадратных сечений, моменты инерции относительно осей X,Y имеют одинаковые значения. Для прямоугольного профиля их делят на момент инерции относительно оси Х ( Jx) и момент инерции относительно оси Y (Jy).
Определяю необходимый момент инерции сечения используя формулу:
Результат очень продолжительных расчетов цифра
J=15,34183...
Имея в руках эти заветные исходные данные приступаю к анализу доступных алюминиевых профилей. Начал с профиля квадратного сечения 50 х 50 мм и толщиной стенки 2 мм. Для расчета моментов инерции использую следующую формулу:
Результат обнадежил но всетаки несколько отличался от желаемого -
J=14,7716...
Продолжаю "работать" с квадратными профилями.
Следующий размер в цепи 60 х 60 х 1,8 мм и соответственно
J=23,679...
И, наконец, 60 х 60 х 3,5 мм с J=42,2459...
Делать выводы пока рано, в запасе есть еще профиль- труба прямоугольного сечения с размерами 60 х 40 х 3,5 мм. Для нее тоже есть своя формула:
Результат сложнейших вычислений:
Jx = 29,25...
Jy = 15,34...
Оставшиеся профили из предлагаемого перечня имели значения расчетной величины либо значительно превышающие либо значительно не дотягивающие. Вобщем, буду продолжать работать с указанными выше размерами.
Определяюсь с весовой характеристикой. Вес гика из трубы диаметром 60 мм, толщиной стенки 2 мм и длиной 2700 мм (проектный вариант) - 2,6568 кг:
- гик из трубы квадратной 50х50х2 мм - 2,79936 кг.
- из квадратной трубы 60х60х1,8 мм - 3,054807 кг.
- из квадратной трубы 60х60х3,5 мм - 5,76639 кг.
- и, наконец, труба прямоугольного сечения 60х40х3,5 мм - 4,74579 кг.
Ситуация становится слишком запутанной. То, что идеально подходит по расчитанному моменту инерции, ни в какие рамки не лезет в плане своего веса.
Идеальной считаю замену на трубу квадратную 50х50х2 мм. Но, в данном случае, вызывают сомнения значения моментов инерции сечения профиля...
За такими однонаправленными размышлениями я совершенно не обратил внимания на еще одну важную характеристику сечения профиля - момент сопротивления. А ведь именно его рекомендуют учитывать (как оказалось !) составители "Требований Германского Ллойда к мачтам и такелажу".
В моем случае момент сопротивления сечения кольца диаметром 60 мм и толщиной стенки 2 мм, равен 5,284 см^3. Понравившейся мне профиль 50х50х2 мм имеет значение этого важного момента - 6,667 см^3. Назовем эту величину жирной точкой в моих сомнениях.
Вывод: в качестве гика для рассматриваемого проекта вполне подходит труба квадратного сечения с размереми 50х50х2 мм.
Спасибо.
|