Автор Тема: Механический расчет гибкой нити  (Прочитано 12368 раз)

Оффлайн SYN

  • ***
  • Сообщений: 33
  • Репутация: +26/-7
    • Просмотр профиля
Пишу программу по механическому расчету гибкой нити (подвешенного длинного троса, антенны). Работы еще достаточно много, но базовый решатель написан. Если есть желание можно попробовать сделать расчет, потребются ряд исходных данных, около десятка. По результатам возможно внесу какие-то корректировки (можно рассматривать как предварительное тестирование), заодно узнать есть ли спрос на такие расчеты (не коммерческий).

Оффлайн DL2KQ

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 2357
  • Репутация: +245/-5
    • Просмотр профиля
Re: Механический расчет гибкой нити
« Ответ #1 : 24 Июня 2021, 01:40:27 »
Было бы интересно в варианте для не знающих сопромата (например, меня
 :) ).
Типа ввести исходные данные: длина пролета, провисание, сила натяжения (вес антенны), ветровая зона и т.п. И получить результат - какой материал и какого диаметра нужен. И что-то подобное для растяжки мачты.

Оффлайн SYN

  • ***
  • Сообщений: 33
  • Репутация: +26/-7
    • Просмотр профиля
Re: Механический расчет гибкой нити
« Ответ #2 : 24 Июня 2021, 15:02:33 »
Так и есть, только нить задается в начальных параметрах (без ее погонного веса не посчитать), наряду с климатическими районами по ветру и гололеду (из ПУЭ) и прочими параметрами. На выходе расклад по механическим нагрузкам, длины нити, графики провисания. Пригодность нити определяется сравнением полученных нагрузок с максимально возможным усилием на нить. Но вот растяжки для мачт не считаются, это немного другой случай.

Оффлайн R2ATO

  • **
  • Сообщений: 9
  • Репутация: +0/-0
    • Просмотр профиля
Re: Механический расчет гибкой нити
« Ответ #3 : 13 Августа 2021, 23:25:26 »
Было бы ещё здорово какой-нибудь встроенный справочник для типовых материалов, вроде 2-мм троса или полёвки. Ещё бы здорово уметь считать композитные нити: проволоку на диэлектрической растяжке, или ту же полёвку, оттянутую данлайном.

Меня вот беспокоит такой момент. Допустим, есть у меня полста метров троса 2 мм. Я могу взвесить бухту, я могу прикинуть расстояние и угол подвешивания. А вот силу тяжения я оценить не могу, руками я не динамометр. Можно ли будет считать с такими вводными?

Оффлайн SYN

  • ***
  • Сообщений: 33
  • Репутация: +26/-7
    • Просмотр профиля
Re: Механический расчет гибкой нити
« Ответ #4 : 14 Августа 2021, 16:38:55 »
Меня вот беспокоит такой момент. Допустим, есть у меня полста метров троса 2 мм. Я могу взвесить бухту, я могу прикинуть расстояние и угол подвешивания. А вот силу тяжения я оценить не могу, руками я не динамометр. Можно ли будет считать с такими вводными?
Как раз такие случаи и считаются, в разных погодных условиях (зима, ветер, лед, разная температура). Но потребуется ряд вводных, все уже описал в файле справки. К сожалению очень мало времени получается уделять, обещал давно а воз и ныне там. Но порой удается выкрасть время, скоро выложу, программа по сути готова. Однако встроенных справочников нет, кроме выбора коэффициентов на погодные условия по ПУЭ. И программа будет терминальная, окошки я рисовать не умею, т.е. это голый математический расчет с построением геометрии провисания в отдельный графический файл (зато на мой взгляд весьма точный).

Оффлайн R2ATO

  • **
  • Сообщений: 9
  • Репутация: +0/-0
    • Просмотр профиля
Re: Механический расчет гибкой нити
« Ответ #5 : 15 Августа 2021, 12:20:58 »
Однако встроенных справочников нет, кроме выбора коэффициентов на погодные условия по ПУЭ. И программа будет терминальная.

Ну, терминальная так терминальная. :) Тогда риквестую хотя бы быстрый хелп с библиографией, потому как нормативная база — штука такая, она бывает что дублирует саму себя, причём по-разному.

Оффлайн SYN

  • ***
  • Сообщений: 33
  • Репутация: +26/-7
    • Просмотр профиля
Re: Механический расчет гибкой нити
« Ответ #6 : 27 Августа 2021, 17:06:03 »
Можно считать, тестировать. Есть немного измененные версии, но думаю пока эта основная, разница только в математике. В папке несколько исполнимых файлов, для windows скорее всего нужным окажется nit-mke-cp866.exe (по кодировке используемой в терминале). Установка требутся для программы построения графиков GnuPlot (описано в файле "Справка"), программа расчета нити установки не требует и работает сразу. Если будут вопросы отвечу, обнаружите ошибки пишите. Ссылка для скачивания.

Оффлайн Игорь 2

  • ****
  • Сообщений: 306
  • Репутация: +49/-6
  • Мой форум - www.analogtrx.com
    • Просмотр профиля
Re: Механический расчет гибкой нити
« Ответ #7 : 27 Августа 2021, 22:20:01 »
Не совсем понятно, зачем после указания диаметра нити вводить её сечение... :)

Оффлайн SYN

  • ***
  • Сообщений: 33
  • Репутация: +26/-7
    • Просмотр профиля
Re: Механический расчет гибкой нити
« Ответ #8 : 27 Августа 2021, 22:55:36 »
Игорь, в файле справки об этом сказано. Дело в том, что для тросов или многопроволочных проводов сечение не высчитываетя от диаметра как для проводника круглого сечения из-за наличия внутренних "пустых" промежутков. Сечение получается меньше, чем высчитывается по формуле и какого то одного коэффициента уменьшения нет, все зависит от конструкции. Эти данные приводятся в технических данных на нить. При этом значение сечения необходимо для точного расчета растяжения нити под нагрузкой по закону Гука, диаметр то же необходим для расчета ветровой и гололедной нагрузки.

Оффлайн Игорь 2

  • ****
  • Сообщений: 306
  • Репутация: +49/-6
  • Мой форум - www.analogtrx.com
    • Просмотр профиля
Re: Механический расчет гибкой нити
« Ответ #9 : 28 Августа 2021, 10:39:59 »
Ясно... ;)

Оффлайн DL2KQ

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 2357
  • Репутация: +245/-5
    • Просмотр профиля
Re: Механический расчет гибкой нити
« Ответ #10 : 28 Августа 2021, 12:28:31 »
Ссылка для скачивания.
Спасибо. Очень полезная штука.
Особенно таким горе-антенностроителям как я :), которые сопромат не изучали.

PS. Можно вложить файл программы здесь (сейчас специально для этого поднял в настройках форума допустимый размер одного файла во вложении до 7 MB), т.к. с яндекса файлы, случалось, бесследно исчезали по прошествии времени.

Оффлайн SYN

  • ***
  • Сообщений: 33
  • Репутация: +26/-7
    • Просмотр профиля
Re: Механический расчет гибкой нити
« Ответ #11 : 28 Августа 2021, 15:54:58 »
Игорь, спасибо. Положил файл.

03.12.2023 файл заменен, мелкие правки.
« Последнее редактирование: 13 Мая 2024, 16:36:27 от SYN »

Оффлайн SYN

  • ***
  • Сообщений: 33
  • Репутация: +26/-7
    • Просмотр профиля
Re: Механический расчет гибкой нити
« Ответ #12 : 29 Августа 2021, 11:32:36 »
в Debian linux работает
Должно в любом Linux работать, кроме 32 битных версий. В этой системе и писалось (правда не в Debian), потом ставилась виртуальная винда, что бы для нее скомпилировать.
« Последнее редактирование: 27 Ноября 2021, 07:15:17 от SYN »

Оффлайн R2ATO

  • **
  • Сообщений: 9
  • Репутация: +0/-0
    • Просмотр профиля
Re: Механический расчет гибкой нити
« Ответ #13 : 01 Октября 2021, 10:59:25 »
Должно в любом Linux работать, кроме 32 битных версий. В этой системе и писалось (правда не в Debian), потом ставилась виртуальная винда, что бы для нее скомпилировать.

Проверил в Windows 8.1. Действительно, версия с ср866 корректно отображает текст в терминале. Отдельное большое человеческое спасибо за справку, которой иные коммерческие продукты позавидовать могут.

В связи с работой программы имею вопрос. Допустим, для провода П274 заявлено разрывное усилие не менее 40 кгс или грубо 400 Н, и полное сечение провода можно принять за 3,8 кв. мм, при этом проволоки там только 0,57 кв. мм, а стали вообще только 0,21. Какой модуль упругости брать? Если нормировать к полному сечению, то получается что-то около 108 МПа, если только к стали, то 1900. Под модулем упругости я тут понимаю предел прочности, хотя это похоже на очень грубое допущение. Не знаю, насколько так правильно считать.

Можно ли считать такую оценку верной?
« Последнее редактирование: 02 Октября 2021, 22:25:10 от R2ATO »

Оффлайн SYN

  • ***
  • Сообщений: 33
  • Репутация: +26/-7
    • Просмотр профиля
Re: Механический расчет гибкой нити
« Ответ #14 : 03 Октября 2021, 05:12:47 »
заявлено разрывное усилие не менее 40 кгс или грубо 400 Н

Если именно разрывное усилие на весь провод, то побольше. Смотрите ТУ. 40 кГс это на одну жилу, на 2 вдвое больше (внизу страницы информация, но обратите внимание - с указанием "не более"), однако если взять коэффициент запаса хотя бы 2, что бы держало с гарантией и не вытягивалось без возврата, то на то и выйдет. Провод идеален для походных антенн и небольшой мощности, но для стационарной растяжки в городе при хороших пролетах на мой взгляд слабоват (или для "безледяных" районов, правда распространено мнение, что на полиэтилен лед не ложится, но пока что это только мнение, сам видел фото со льдом на проводах типа СИП, правда полиэтилен там видимо немного другой, но расположение льда было каким-то односторонним, в любом случае этот вопрос на мой взгляд изучен не полностью, а потому лучше считать, что лед может быть). Сечение провода нужно брать только по металлу, берите сечение сталь + медь, так как медь все равно внесет свой хоть и меньший вклад в упругость, а сечение в расчете используется как раз при определении растяжения по закону Гука. Диаметр нужно брать по внешнему размеру с изоляцией.

Под модулем упругости я тут понимаю предел прочности
Не, модуль упругости характеризует только сам материал, величину его упругого растяжения под нагрузкой, но не конкретный образец определенного сечения и не предел прочности. К разрушению приведет если превысите разрывное усилие на провод, т.е. величину 40х2=80 кГс, если будете крепить за оба провода, а не за один :).

Какой модуль упругости брать?

Попробовал найти значения для этого провода в нете, безуспешно. С учетом того, что провод с наличием стали и меди берите модуль большим чем для меди, порядка 150-160, ведь медь должна "сочковать" по механике относительно стали, что бы не порвалась. Для небольших пролетов думаю большой ошибки быть не должно, важнее что получится по растягивающим усилиям с разными стрелами провеса. По температурному коэффициенту то же нет данных. Как вариант можно принять значение для меди около 17-ти, сталь скорее всего для этого провода подобрана с похожим коэффициентом, особенно если учесть паспортный диапазон рабочих температур -50...+65.

ps Кстати, в тех ТУ внизу то уже другой провод. Можно еще поискать, в отношении предела прочности 40 кГс на 1 жилу или на весь провод, но написано - "Разрывное усилие изолированной жилы", в ед. числе.
« Последнее редактирование: 03 Октября 2021, 07:50:48 от SYN »