Расчет рамы онлайн

Рассчитать раму онлайн можно по адресу rama.sopromat.org. В основе этой программы, как и в любой современной CAE системе, лежит метод конечных элементов. Что позволяет рассчитать любую раму, какой бы сложной она не была. Также это дает возможность рассчитывать статически неопределимые системы.

Отдельно хотелось бы отметить, что этот онлайн сервис дает возможность рассчитывать системы с врезными шарнирами. Есть возможность вывода решения МКЭ.

Преимущества онлайн сервиса

  • Возможность расчета любой стержневой системы. То есть, помимо рамы можно рассчитать балку, ферму и т.д. Как статически определимую, так и неопределимую систему;
  • Можно определить перемещение любого сечения: прогиб, угол поворота;
  • Можно узнать опорные реакции;
  • Построить эпюры внутренних силовых факторов: продольных сил, поперечных сил и изгибающих моментов;
  • Создать несколько расчетных схем в одном окне;
  • Сохранить и восстановить расчетную схему;
  • Экспортировать результаты в формат чертежа.

Недостатки онлайн сервиса:

  • Неудобство пользования сервисом на мобильных устройствах;
  • Бесплатно программой можно определить перемещения, опорные реакции и построить эпюры продольных сил. А вот самое нужное, эпюры поперечных сил и изгибающих моментов, можно получить, заплатив 20р. за 1 день пользования сервисом.

Несмотря на это, данный сервис, пожалуй, один из лучших по расчету рам и ферм, который есть в интернете. Лучше может быть только профессиональный софт, такой как CAE система ANSYS и ему подобные программы.

Рекомендую новую версию MKE-Win2012, более удобную при вводе данных

Программа MKE-Win2009 предназначена для расчета плоских стержневых систем (рам, балок, ферм). Вычисляются внутренние силовые факторы в сечениях и перемещения. Результаты представлены в виде таблиц и в виде эпюр (N,Q,M,v). Имеется возможность задать ненулевые перемещения опорных узлов (горизонтальное, вертикальное, поворот). Ограничения на количество узлов и стержней расчетной схемы отсутствуют и зависят от оперативной памяти компьютера. Опробован пример N = 1122, NB = 3131. При таких параметрах заметно замедление работы, причем не на стадии решения СЛАУ, а при прорисовке изображений (которое можно отключить). Программа может генерировать шаблоны файлов исходных данных для схем регулярной структуры. К этим данным можно затем добавить нагрузку и модифицировать их (Меню | Файлы | Ввод и правка данных с клавиатуры)

Любую картинку с формы можно записать в файл (сохраняется в папке DATA ). Сохраненные картинки можно редактировать любым графическим редактором (добавить рамочку, подпись и т д). Также любую картинку с формы можно копировать в буфер (пункт «Копировать в буфер») и вставить в документ Word.

При просмотре расчетной схемы или эпюр можно буксировать графические элементы (опоры, нагрузки, значения, номера узлов и т п), прятать их, делать прозрачными/непрозрачными . Двойной щелчок на шарнирной опоре меняет ее направление (если не получается – отодвиньте мешающий объект). Высоту ординат на эпюрах можно настраивать (Настройка | Высота эпюр), щелкнуть кнопку «Применить настройки».

Если картинка не помещается на экране и прокрутка не помогает, можно увеличить размеры экрана.

Комплектность, размещение файлов программы на диске

Во избежание потерь файлов, составляющих комплект, сделайте сразу же себе резервную копию (копии ). Естественно, можно восстановить файлы и у нас ( vlad-alex_0@mail.ru ), но это лишние хлопоты.

Список файлов, необходимых для работы (размещаются в папке программы):

  1. Файл Mke_Win2009.exe — Исполняемый файл программы. Для работы с программой – откройте его.
  2. Файл InitOptions.nst — файл настроек программы. Текстовый, необязательный ( Программа создает его).
  3. Файл MKE_WIN2009.HLP- справочный файл. Справка вызывается из программы клавишей F1 или из меню. Можно открыть MKE_WIN2009.HLP и независимо от программы. Если Вы удалите этот файл, то программа будет работать, но без справочного руководства.
  4. MKE.cnt – заголовки к справочному файлу (в версии 2012г его нет).

Кроме этого, в папку программы вложена папка DATA для размещения файлов исходных данных и результатов работы программы. Первоначально там находятся несколько примеров расчета и тесты, использованные для проверки правильности расчетов. Файлы с данными имеют расширение dat. В процессе работы можно записать файл результатов (расширение .rtf, которое открывается в Worde и может быть сохранено с расширением .doc ). Кроме этого, прилагаются отчеты для демонстрационных примеров (.doc). После распаковки установочного комплекта программа готова к работе — можно запустить Mke_Win2009.exe.

С полной версии снята защита, так что нет смысла пользоваться версией free :-))

Полная версия ( файлы, инструкция по установке)

История создания программы МКЕ-Win2009.

Версия для MS DOS (MKE3) была разработана в 1991г. Использовалась в курсовом и дипломном проектировании, научных разработках, проектных организациях. Преимуществом ее является относительная простота подготовки исходных данных и это отмечали все, кто пользовался программой.

В 2009 г была разработана версия для Windows (Алексеев В.Г. aka Winni ). Она обладает гораздо большими возможностями (по размерности: число элементов, узлов, опор и т. д.), а также по гибкости управления графическими результатами (схема, эпюры).
Планируется развитие программы: Проверка элементов (и конструкции) на прочность и устойчивость. (В зависимости от успешности реализации проекта).

Пример работы с расчетчиком

Давайте разберем работу сервиса на конкретном примере. На вкладке «Построение» выбираем кнопку «+ добавить стержень» и формируем необходимую стержневую систему. Для первой точки системы можно выбрать любую точку рабочего пространства, затем последовательно создать стержни с учетом необходимой их длины (в левом верхнем углу рабочего пространства есть подсказка о длине создаваемого элемента).

Настройка рабочего пространства

При создании новых стержней рамы, иногда может потребоваться изменение шага ячейки рабочего пространства, для создания необходимой длины стержня. Шаг ячейки можно поменять на вкладке «Настройки»:

Выбор геометрических характеристик стержней

Геометрические характеристики стержней (момент инерции и площадь) задаются на вкладке «Для новых стержней», там же выбирается модуль упругости. Однако если вы не планируете производить расчет на жесткость и перемещения узлов вам не нужны, то эти параметры можно оставить по умолчанию.

При работе с расчетной схемой, может потребоваться ее увеличение или уменьшение. Данную операцию можно осуществить с помощью кнопок, расположенных в левом нижнем углу рабочего пространства.

После создания расчетной схемы, нужно задать для нее связи (выбрать опоры или заделку), а также приложить внешнюю нагрузку. Для этого на вкладке «Элементы», нужно выбрать интересующий узел, ранее созданной конструкции. Здесь система предложит задать нагрузку: вертикальные и горизонтальные сосредоточенные усилия, а также значение сосредоточенного момента. А также здесь выбирается тип связи для узла: жесткая связь, шарнир и подвижный шарнир. По умолчанию все узлы создаются жесткими, но можно выбрать и шарнирный узел.

Для того чтобы создать распределенную нагрузку, на вкладке «Элементы» нужно выбрать элемент (стержень). В появившемся окне задать интенсивность поперечной распределенной нагрузки или продольной. И также в этом окне можно изменить характеристики стержня: модуль упругости, момент инерции и площадь поперечного сечения.

После выполнения всех этих действий, можно получить результаты расчетов. Для этого на вкладке «Расчет», нужно выбрать интересующие результаты.

Читайте также  Подключение трехфазного счетчика

Намой взгляд, все эти калькуляторы не представляют интереса как таковые. Во-первых не учитываются индивидуальные антропометрические параметры байкера. например короткие/длинные руки, проблемы с позвоночником (посмотрите на ужасающий горб Армстронга:

Если с такой посадкой будет ездить нормальный человек, не с больной спиной (у ленса межпозвоночная грыжа), он после 10 км упадет от боли. Во-вторых, не учитываются индивидуальные физические особенности строения скелетных мышц и костей скелета. Есть те кто очень сильно загребает ногами вовремя педалирования т.к. им удобней такой стиль. Короче говоря если вы проста катаетесь не стоит заморачиваться с калькулятором пошел и выбрал понравившуюся раму или велосипед, а для остальных есть тренер и врач которые помогут подобрать раму и посадку таким образом чтобы конкретно тебе удобно и максимально эффективно вырабатывать крутящий момент.

например короткие/длинные руки — см. калькуляторы внимательнее — там руки измеряют

Кто не заморачиваясь просто покупает по цвету часто вскоре создает тему поменяю на такую же, но длиннее/короче или продает

Пример расчета простой рамы с шарнирными опорами

Если рама, состоящая из 3 элементов имеет простую прямоугольную или квадратную форму, как показано на рисунке 487.1.а), то такую раму достаточно легко рассчитать, если рассматривать ее как неразрезную трехпролетную балку (рис.487.1.б)):

Рисунок 487.1. а) простая рама б) расчетная схема, принимаемая при рассмотрении простой рамы как трехпролетной неразрезной балки

В принципе, в этом нет ничего удивительного, по сути простейшая рама — это и есть ломаная неразрезная балка, степень статической неопределимости такой рамы равна 2, как и для трехпролетной неразрезной балки. Вот только форма рамы значительно отличается от прямолинейной балки.

В связи с этим моменты, действующие в различных сечениях такой рамы, будут такими же как и для неразрезной трехпролетной балки. А в местах перехода из горизонтального элемента рамы в вертикальные элементы касательные напряжения, действующие в крайних поперечных сечениях горизонтального элемента, будут превращаться в нормальные напряжения, действующие в вертикальном элементе, а нормальные напряжения, действующие в горизонтальном элементе — в касательные напряжения в вертикальных элементах. Ну и наоборот касательные напряжения в вертикальных элементах будут превращаться в нормальные напряжения в горизонтальном элементе.

Таким образом, если рассматривать данную раму как балку, то для дальнейших расчетов можно воспользоваться уравнениями трех моментов. При l = l1 и при постоянной жесткости элементов EI расчеты значительно упрощаются. Тогда

R ф 1 = R ф 2 = В ф = А ф = ql 3 /24

Так как наша балка является симметричной и приложенная нагрузка является симметричной и соответственно МВ = МС, то мы сразу можем определить значение моментов:

MB = MС = — 6(ql 3 /24)/5l = — ql 2 /20

Чтобы определить момент в середине среднего пролета, нужно сначала вычислить значения опорных реакций, впрочем, при выбранной схеме загружения трехпролетной балки это будет сделать опять-таки не сложно:

Для первого пролета:

Аl = MB; A = ( — ql 2 /20)/l = — ql/20

Для 2 пролета:

A(2l) + Bl — ql 2 /2 = MC; B = (-ql 2 /20 + ql 2 /10 + ql 2 /2)/l = 11ql/20

тогда максимальное значение момента в среднем пролете (в середине горизонтального элемента рамы) составит

Mmax = A(1.5l) + B(0.5l) — ql 2 /8 = — 3l 2 /40 +11l 2 /40 — 5ql 2 /40 = 3ql 2 /40

Для проверки расчетов следует убедиться, то прогиб равен нулю на опорах. Для этого нужно сначала определить угол поворота на опоре А:

fB = tgΘAl + Al 3 /6EI = 0;

tgΘA = — Аl 2 /6EI = — (- ql 3 /(20·6EI)) = ql 3 /120EI;

при таком тангенсе угла наклона на опоре А прогиб на опоре С составит:

fС = 2ltgΘA + A(2l) 3 /6EI + Bl 3 /6EI — ql 4 /24EI = 2ql 4 /120EI — 8ql 4 /120EI + 11ql 4 /120EI — 5ql 4 /120EI = 0;

Вроде бы мы нигде не ошиблись и на основании полученных данных можно построить все необходимые эпюры как для балки, так и для рамы.

Рисунок 487.2. Эпюры для трехпролетной балки и для рамы.

Примечание: Вообще-то для стоек рамы принято считать, что если действие момента приводит к растяжению правой части сечения вертикальной стойки, то такой момент считается положительным, а если к растяжению левой части сечения, то отрицательным. В связи с этим знак на эпюре «М» для правой стойки должен быть положительным, однако для наглядности я оставил такие знаки, которые соответсвуют эпюрам неразрезной трехпролетной балки.

А вот если размеры рамы будут другие или у вертикальных элементов и горизонтального будет разная жесткость, то конечные эпюры будут иметь другой вид.

Чем меньше будет длина вертикальных элементов, тем больше в итоге будет момент на краях горизонтального элемента и тем меньше посредине. При l1 → 0 Моп → — ql 2 /12, Мпр → ql 2 /24 (для горизонтального элемента), т.е. такая рама, точнее ее горизонтальный элемент, будет все больше напоминать обычную однопролетную балку с жестким защемлением на опорах. Подобная же ситуация будет и в том случае, если жесткость вертикальных элементов будет значительно больше, чем жесткость горизонтального.

Но как правило в простых рамах, используемых в малоэтажном строительстве, жесткость горизонтального элемента значительно больше жесткости вертикальных элементов и в этом случае Моп → 0, Мпр → ql 2 /8 (для горизонтального элемента), т.е. такая рама, точнее ее горизонтальный элемент, будет все больше напоминать обычную балку на шарнирных опорах.

Все это позволяет не то, чтобы рассчитать, но предварительно оценить нагрузки на элементы простых рам, не погружаясь в точные расчеты.

А еще примечательно то, что если у рамы будет как бы один горизонтальный элемент и сколь угодно много вертикальных, то при равномерно распределенной нагрузке на горизонтальный элемент принципы расчета, изложенные в данной статье, тоже годятся, если рассматривать все промежуточные вертикальные элементы просто как шарнирные опоры многопролетной балки для упрощения расчетов.

Тем не менее, для более точных расчетов неободимо учитывать появление углов поворота на промежуточных опорах неразрезной балки. Эти углы поворота будут приводить к появлению изгибающего момента в промежуточных вертикальных элементах, впрочем довольно незначительному.

Оконный калькулятор создан для максимально эффективного расчета окон «под ключ», т.е. с полным комплексом работ и услуг. Такие заказы он считает с точностью 95%.

Если вас интересуют окна нестандартных размеров, либо окна без установки, то действительная стоимость может отличаться от стоимости указанной калькулятором, причем, чем меньше объем заказа, тем менее точным будет результат.

Точную стоимость окон можно узнать обратившись к нашим менеджерам по телефону, либо по электронной почте, которая указана в контактах.

Модератор: User buggy

Как можно упрощенно просчитать пространственную раму.

Сообщение Львенок » Ср янв 03, 2007 11:18 pm

1. Что нужно принимать во внимание
2. Где какие допущения и упрощения можно применять
Хотелось бы потом расчеты слегка автоматизировать.

Сообщение alex 1975 » Ср янв 03, 2007 11:57 pm

Сообщение Nitro » Чт янв 04, 2007 12:29 am

Читайте также  Абразивные средства

при расчёте рамы нужно взять мощный компьютер и открыть любой учебник, в котором подробно рассказывается о методе конечных элементов. определяешь ВСЕ нагрузки, корые идут от силового агрегата (реакции опор), нагрузки, которые идут от колеса (через рычаги) и прочие. если ты хочешь заняться сексом — найди лучше женщину :acute:

открой книгу Назарова — про специальные кроссовые автомобили багги. там почитай, какие трубы (диаметр и толщина стенки) при своей массе агрегата. можешь ещё регламенты почитать — там расписана силовая схема рамы. это тебе все допущения для непрофессиональной багги. ну и заодно полазь по сети, найди как рамы выглядят и строй по подобию. если заморачиваться по поводу расчётов — ты её никогда не построишь, теории очень мало, учебников тоже. культура не развита, а то что было — почти умерло. так что открывай Назарова — и в путь.

Сообщение alex 1975 » Чт янв 04, 2007 11:04 am

Сообщение alex 1975 » Чт янв 04, 2007 11:15 am

Сообщение Nitro » Чт янв 04, 2007 3:57 pm

разные трубы можно. можно взять бесшовную цельнотянутую трубу ст 20. я взял диаметром 40 мм при толщине 2,5 мм. как показывает опыт, даже если ты делаешь каркас из квадратной трубы, ты всё равно его делаешь с большим запасом прочности. ты не будешь совершать те кульбиты, которые позволит совершить профессиональная рама. это во первых. а во вторых, труба квадратного или прямоугольного сечения будет по разному работать при кручении рамы. круглая труба будет ближе к идеальному сечению. ты же всё равно косынок наваришь. и трубочек побольше в том месте, где будешь сам сидеть. т.е. саму клетку. но как показывает опыт америкосом, то они вообще ажурные рамы клепают, труба 4130 (аналог 30ХГСА) диаметром 38,1 мм, толшина стенки около 2,5 — чуть больше из-за дерьмовой системы исчисления.

я бы не сказал, что у них рама чересчур усложнена. при двигателе в 1500 кубиков и мощности около 80 л.с. достаточно бодро бегают.

профессиональные, естественно отличаются

Сообщение Львенок » Пт янв 05, 2007 9:24 pm

Nitro
у тебя ведь пробегала перед глазами ссылка на эту книгу в электронном виде в 2005 году.
Ты себе ее не скачивал?
А то Яндекс ниче полезного не выдает.

И еще [офтоп] ваша фирма в выставках участвует?
Если да, то хотелось бы пообщаться на эту тему.
Я работаю здесь: www.maxx-evolution.ru

Сообщение Nitro » Пт янв 05, 2007 9:39 pm

если ты про назарова — оригинал скана есть у меня и у Kenny. я себе её не скачивал, мне Kenny диск передал. кто чем может, тот помогает общему делу.

я пока в выставках не участвую — не с чем. по поводу общения — 926-181-56-08

Сообщение GelioSKA » Чт фев 05, 2009 12:21 pm

Хотелось бы развить данную тему, поскольку меня она очень интересует.
На самом деле для несложных расчётов на прочность (рама, рычаги, кронштейны) не нужно колоссальных знаний сопромата и много лет опыта работы в CAD/CAE системах (Computer Aided Design/Computer Aided Engineering). Достаточно знать о силах, действующих на конструкцию, точках закрепления, иметь пространственное воображение (чем больше — тем проще и быстрее строить модель). Остальное за Вас сделает компьютер.
Кстати, по поводу компьютера. Совсем не обязательно у Вас должен быть супер-пупер 25-ядерный процессор и 34 гигабайта памяти. Посчитать можно практически на любом более-менее современном компьютере. Только на одном будет быстро, на другом медленно. Я работаю на P4 2.4 GHz (512 kb cash), 1,5 Gb оперативки, GeForce 6600 GT 256 Mb. Не летает, но работает.
Для настоящего гонщика главное — безопасность ! Никакой уважающий себя спортсмен не выйдет на старт с заведомо небезопасным автомобилем. В основе активной безопасности лежит рама багги. Так как же можно узнать где слабые места в Вашей раме? Для этого строим раму в CAD-системе. Затем устанавливаем точки и плоскости закрепления (места, где рама соприкасается с рычагами подвески, двигателем, навесным оборудованием) и производим нагружение модели. Не забудем указать материал и его параметры в CAE-системе. В результате получим что-то вроде такого:

В данном случае симулируется фронтальный удар. Отчётливо видно где «повело» конструкцию. Теперь можно вернуться на этап моделирования и добавить или убрать элементы, изменить сечение трубы, поставить косынки в проблемных местах.
Сам я ещё не до конца разобрался во всех премудростях, но учусь, разбираюсь. В любом случае результат зависит от проетировщика, а компьютер всегда считает правильно.
Кроме того, существует и CAM-системы (Computer Aided Manufacturing). С их помощью, на основе построенных Вами моделей, можно с успехом применять станки с ЧПУ для изготовления деталей. Но это уже совсем другая история.

Делаем косынки:

Расчет металлоконструкций в отношении их экономичности

Мнение, что чем меньше габариты и вес металлопроката, тем выгоднее будет из него конструкция – ошибочно. Нетрудно догадаться, что более тонкие уголки выдержат меньшую нагрузку и это справедливо по отношению к любым материалам из стали или чугуна. Поэтому основных критериев определения экономичности изделия, будь то двутавр или швеллер, используются довольно много. В частности, обычный и пластический момент сопротивления (соответственно, W и Wп), момент инерции I, радиус инерции i и сопротивление поперечного сечения срезу Cc. Именно по всем этим параметрам определяется наиболее выгодная форма изделия.

Для частных случаев логичнее использовать такую величину, как удельная площадь профиля в поперечном сечении, которая обозначается как Аw и определяется по формуле Аw = А/W 2/3 . Здесь А – площадь поперечного сечения профиля, или, иначе, заданное количество материала, а W – момент сопротивления, равный единице. Сравнивая различные конструкционные элементы и имея показатели N = N1, которые могут выражать любую из характеристик материала (W, Wп, I, I или Cc), мы все равно не всегда получаем идентичные профили. А потому необходимо выполнять расчет металлоконструкций по формуле определения относительной экономичности одного материала относительно другого: Δ = (F/F1 – 1) . 100 %, результат вычислений выражается в процентах. Здесь F и F1 могут означать массу либо стоимость определенной единицы длины или всего металлопрокатного изделия, а также площадь поперечного сечения.

Здесь Вы будете должны задать конфигурацию остекления для расчёта. Для этого Вам понадобиться указать высоту остекления и выбрать нужное количество секций остекления. Количество секций задаётся при помощи кнопок: «Добавить секцию» и «Удалить секцию». Каждая секция представляет собой прямолинейный участок остекления из одной или нескольких оконных створок. Конструкция остекления может состоять из нескольких секций, которые могут стыковаться друг с другом при помощи специальных соединительных элементов под различными углами.

После добавления в расчёт секции Вы должны задать её длину, при этом калькулятор автоматически подбирает оптимальное количество створок для секции и рисует её эскиз. При необходимости Вы можете откорректировать количество створок, если это технически выполнимо. После того как эскиз построен Вы можете выбрать механизм открывания створок, для этого необходимо щелкать левой кнопкой мыши по створкам на эскизе, при этом механизм открывания будет меняться.

Читайте также  Что такое дюйм

Для наглядности приведём несколько примеров конфигураций реальных объектов:

Пример №1 — Эскиз тёплого остекления лоджии с двумя поворотно-откидными створками.

Пример №2 — Эскиз холодного остекления балкона: передние створки — раздвижные, боковые створки — поворотные.

Расчет балок перекрытия

Самостоятельный расчет деревянной балки перекрытия – это долгое и нудное занятие, которое обязывает вас знать основы инженерных дисциплин и сопромата. Без определенных навыков и знаний, вручную подобрать материал, рассчитать необходимое сечение или шаг балки – не просто тяжело, а порой и невозможно. Тем не менее, мы попытаемся вам рассказать об основных характеристиках, которые нужны для вычислений и по какому алгоритму работает наш калькулятор.

Виды балок

В настоящее время, деревянные балки, используемые для изготовления перекрытий, можно разделить на два принципиально разных вида:

  • цельные;
  • клееные.

Исходя из названия становится понятно, что в первом случае, это будет цельный кусок древесины определенного типа сечения (чаще всего это брус на 2 или 4 канта), во втором случае, это клееная балка из досок или шпона LVL.

Несмотря на низкую стоимость, по ряду объективных причин, деревянные балки из цельной древесины в последнее время используются все реже. Качественные показатели этого материала значительно уступают клееному дереву: низкий модуль упругости способствует появлению больших прогибов в середине пролета (особенно это становится заметно при расстоянии между несущими стенами более 4 метров), при высыхании на балках появляются продольные трещины, которые приводят к уменьшению момента инерции прогиба, отсутствие пропитки подвергает древесину воздействиям вредителей и гниения.

Благодаря современным технологиям, клееные балки не имеют подобных недостатков. Их структура однородна и волокна ориентированы по всем направлениям – повышается общая прочность и модуль упругости материала, он получает защиту от растрескивания, а специальная пропитка обеспечивает повышенный уровень пожаробезопасности и устойчивости к влаге. Эти балки разрешено использовать при проемах в 6-9 м и можно рассматривать, как полноценный аналог железному перекрытию.