Компьютерное моделирование прочности деревянных деталей

Страница 2 из 4

Рассмотрим методику моделирования и результат решения задачи прогнозирования напряженно-деформированного состояния СИ на примере столярной плиты, состоящей из склеенных между собой сосновых реек, которое возникает вследствие внешних воздействий (набухание древесины вследствие ее увлажнения). Воспользоваться при этом можно различными компьютерными системами конечно-элементного анализа, например, ANSYS, позволяющей учесть анизотропию физико-механических свойств древесины, а также их изменчивость при изменении влажности древесины.
В процессе моделирования свойств древесины и анализа столярных конструкций приняты следующие допущения:
У древесины близкая к линейной зависимость между напряжением и деформациями наблюдается при кратко­временных нагрузках до величины напряжений, соответствующих пределу пропорциональности. При этом можно с некоторым приближением считать, что древесина подчиняется закону Гука. Структурные особенности древесины определяют явно выраженные различия упругих свойств по разным направлениям, т.е. упругую анизотропию [3]. Следовательно, применительно к древесине, связь между напряжениями и деформациями осуществляется через упругие постоянные на базе теории упругости анизотропного тела.
Основное соотношение между напряжением и деформацией для упругих анизотропных материалов, в том числе и древесины, в матричной форме имеет вид:

(1)

где {e} — вектор деформаций; [D] — матрица податливости; {q} — вектор напряжений; {e0} — вектор начальных деформаций, в данной модели предлагается рассматривать как вектор влажностных деформаций.
Матрица податливости для анизотропных материалов, размером 6Ч6, имеет вид:

(2)

где E — модуль упругости, G — модуль сдвига, m — коэффициент поперечной деформации. При этом в соответствии с ГОСТ 16483.29-73 [4] и ГОСТ 16483.30-73 [5], первый индекс m указывает направление поперечной деформации e, второй — направление вызвавшего ее напряжения q. Двойные индексы G соответствуют направлениям осей симметрии, между которыми происходит изменение прямого угла. Индекс a указывает направление вдоль волокон древесины, r — радиальное направление поперек волокон, t — тангенциальное направление поперек волокон.
Исходя из допущения о существовании упругого потенциала (3)

(3)

и ограниченных возможностей существующего в настоящее время программного обеспечения, имеет смысл преобразовать матрицу податливости к симметричному виду, путем усреднения попарно равных величин, записанных в соотношениях (3).
Например, для сосны, с учетом справочных данных [6] и экспериментальных [3], матрица податливости (2) имеет вид, Па:

(4)

Усредненная и симметричная, принятая в дальнейших расчетах, матрица податливости для сосны имеет вид, Па:

(5)

Сравнивая исходную (4) и преобразованную матрицу податливости (5), можно отметить их незначительное отличие, а стало быть, и правомерность использования симметричной матрицы.
Вектор влажностных деформаций {e0} в матричной форме имеет вид:

где W0 — влажность древесины в начальный момент времени; W — конечная влажность древесины; Kt, Kr, Ka — коэффициент усушки/разбухания в радиальном, тангенциальном и продольном направлении соответственно. Значения указанных коэффициентов приняты в соответствии с экспериментальными данными [3].

Предыдущая 1 2 3 4 Следующая

Отраслевая наука
Ресурсосбережение: опыт соседей
Отраслевая наука
К вопросу об утилизации мелких древесных отходов
Отраслевая наука
Биоэнергетика и деревообработка: технология и практика внедрения
Комментарии
Loading
E-Mail:
следить за ответами
Окна
Металлопластиковые окна
Алюминиевые окна
Деревянные окна
Стеклопакеты
Услуги
Ремонт окон
Монтаж пластиковых окон
Утепление фасадов
Устройство откосов
Аксессуары
Подоконники
Москитные сетки
Отливы
Вертикальные шторы-жалюзи
Двери
Входные двери
Межкомнатные двери
Противопожарные двери
Автоматические двери
Фасады
Светопрозрачные фасады
Зимние сады
Алюминиевые фасады
Навесные фасады
Системы (бренды)
Профили
Фурнитура
Оборудование
Стекло и заполнение
Армирующие профили
Уплотнители
Крепеж
Программное обеспечение
Энергоэффективность
Калькулятор энергоэффективности окон
Подбор окон по энергоэффективности
Статьи об энергоэффективности
Калькулятор окон
Расчет стоимости окон
Расчет ветровых нагрузок на окна
Расчет энергоэффективности
Библиотека
Объявления
Тендеры
Добавить компанию
Объявить тендер
Рейтинг, Рейтинг сайтов
Акции и скидки
Видео
Выставки
Карты
Новости
Объекты
Профильные системы
© 2018 OKNA.ua, ООО «Экодар». Все права защищены. Пользовательское соглашение
Карта сайта okna.ua