Reaktionskräfte beim Pyramidenstapeln von Stahlcoils

Ich wurde beauftragt, dieses Problem bei der Arbeit zu lösen, da wir keine Spulenhalter mehr haben und 140 Spulen gekauft haben und sie so schnell wie möglich stapeln müssen. Unternehmen, die die Speicherhalter herstellen, sind mehrere Wochen im Rückstand, und niemand ist bereit, die Verantwortung für diese Aufgabe zu übernehmen. Sicherheit zuerst!

Gegeben: 15 Stahlcoils 3 Reihen hoch gestapelt (6 unten, 5 mittig, 4 oben). Jeder wiegt maximal 4,5 Tonnen (10.000 lbs) (8500 # für die meisten), hat einen Innendurchmesser von 20 Zoll und eine Länge von 60 Zoll. Einige schnelle Berechnungen zeigen, dass der Außendurchmesser 32-33 Zoll beträgt.

Finden Sie: Alle Reaktionskräfte unten für die folgenden 2 Szenarien: 1) Es gibt nur 2 seitliche Stützen an der Basis auf beiden Seiten des gesamten Stapels. 2) Jede Spule hat seitlich eine eigene Halterung.

Diese Frage wird recht komplex, je mehr man sich damit beschäftigt. Ich begann mit einer einzelnen oberen Spule und die Geometrie würde dazu führen, dass die Normalkraft 30 Grad von der Vertikalen und 60 Grad von der Horizontalen entfernt wirkt 2 N S ich N ( 60 ) = 10000 . Dann also N = 5773,5 lbf in die zweite Reihe. Dies ist der Punkt, an dem es verwirrend wird, und ich hätte gerne Input, wie man das am besten angeht. Ich habe versucht, mir die Möglichkeit einer Art Gelenkmethode vorzustellen. Ich wollte weitermachen und mir einfach ein Freikörperdiagramm jeder Spule unabhängig voneinander ansehen.

Kann ich vorschlagen, dass Sie ein Diagramm beifügen, in dem die relevanten Kräfte usw. deutlich gekennzeichnet sind? Weißt du, genau wie die, die du in der Schule gezeichnet hast, bevor du den Job bekommen hast. :)
Ich weiß im Moment ehrlich gesagt nicht, wie ich Bilder an diese Threads anhängen soll.
2 Dinge .....1. .Sie könnten einen Link in Ihren Beitrag einfügen und ich werde den Rest erledigen und 2. Schreiben Sie so viel, wie Sie denken, dass Sie wissen, wie Sie es lösen können und was Sie selbst versucht haben. Machen Sie das Bild nur, wenn Sie denken, dass es sich lohnt, es zu tun. Viel Glück damit trotzdem.
Gibt es etwas, das die untere Reihe zusammenhält, denn so wie Sie es beschreiben, denke ich, dass es sich ausbreiten und die Pyramide zusammenbrechen wird.
Sie können ein Bild hochladen, indem Sie auf „Bearbeiten“ gehen, den Cursor dort platzieren, wo Sie es einfügen möchten, und dann auf das „Bild“-Symbol oben im Bearbeitungsfeld klicken. ... Was meinst du mit "das ist, wenn es verwirrend wird"? Kannst du genauer sein? ... Ja, das Modellieren des Stapels als gelenkige Struktur mit Gewichten an den Gelenken sollte funktionieren. Normale Reaktionen werden dann durch Kompressionen in den Traversen ersetzt. Alternativ sollte auch das Zeichnen eines FBD für jede Spule funktionieren.

Antworten (1)

Ich denke, dass dies ein statisch unbestimmtes System ist , ähnlich wie Schätzung der Reaktionskraft auf jedes Bein eines vierbeinigen Tisches .

Betrachtet man die Pyramide als Ganzes, gibt es 6 Berührungspunkte mit dem Boden und 2 mit den Seitenstützen. Unter der Annahme, dass nur diese Reaktionen normal sind, gibt es r = 8 externe Reaktionen. Betrachtet man die Struktur als Fachwerk, gibt es j=15 Gelenke und m=30 Stäbe. Somit ist r+m=38, was 2j=30 übersteigt. Das Fachwerk ist also statisch unbestimmt. (Siehe http://www.ae.msstate.edu/vlsm/truss/ .)

Die Unbestimmtheit ergibt sich aus der idealen Beschaffenheit des Fachwerks – z. B. Stäbe, die vollkommen starr und nicht dehnbar sind. Eine Möglichkeit, die Unbestimmtheit zu durchbrechen, ist die Berücksichtigung von Schnittgrößen und Verformungen, wie beim 4-Bein-Tisch. In einem echten Fachwerk oder einer Spiralpyramide kommt es aufgrund der Kräfte zwischen den Spiralen zu einer gewissen Formverformung, die die Kräfte und Winkel in der Struktur verändert und zu bestimmten Werten für die externen Reaktionen führt. Aber selbst wenn wir die inneren Kraftgesetze kennen, wird es zu einem sehr schwierigen Problem, das einen Computer oder eine Tabellenkalkulation erfordert.

Wenn Sie die Coils wie vorgeschlagen stapeln, können Sie vielleicht am besten davon ausgehen, dass das Gesamtgewicht ungefähr gleichmäßig auf die 6 Coils in der untersten Schicht verteilt ist. Diese Schätzung dürfte nicht weit von den tatsächlichen Werten entfernt sein.

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