Квадратной трубы калькулятор: Вес прямоугольной профильной трубы

Квадратной трубы калькулятор: Вес прямоугольной профильной трубы – Трубный калькулятор

alexxlab | 27.05.2023 | 0 | Разное

Содержание

Расчет характеристик полого прямоугольного сечения

Подробности: Обновлено: 15.05.2018 10:53; Опубликовано: 03.02.2016 11:26

Калькулятор онлайн рассчитывает геометрические характеристики (площадь, моменты инерции, моменты сопротивления изгибу, радиусы инерции) плоского сечения в виде полого прямоугольника (прямоугольной трубы) по известным линейным размерам и выводит подробное решение.

Исходные данные:
Наружная ширина b, мм
Наружная высота h, мм
Толщина горизонтальной стенки s_h, мм
Толщина вертикальной стенки s_b, мм
Определение вспомогательных данных:
Внутренняя ширина, мм	расчет внутренней ширины полого прямоугольника
Внутренняя высота, мм	расчет внутренней высоты полого прямоугольника
Решение:
Площадь сечения, мм²	расчет площади сечения полого прямоугольника
Осевые моменты инерции относительно центральных осей, мм⁴	расчет момента инерции полого прямоугольника относительно оси ОХ расчет момента инерции полого прямоугольника относительно оси ОY
Моменты сопротивления изгибу, мм³	расчет момента сопротивления изгибу полого прямоугольника относительно оси ОХ расчет момента сопротивления изгибу полого прямоугольника относительно оси ОY
Радиусы инерции сечения, мм	расчет радиуса инерции полого прямоугольника относительно оси ОХ расчет радиуса инерции полого прямоугольника относительно оси ОY

I. Порядок действий при расчете характеристик полого прямоугольного сечения:

Для проведения расчета требуется ввести ширину сечения b, высоту сечения h и соответствующие толщины стенок S_h и S_b.
По введенным данным программа автоматически вычисляет внутреннюю ширину сечения b₁ и высоту сечения h₁.
Результаты расчета площади, моментов сопротивления изгибу, моментов и радиусов инерции полого прямоугольного сечения выводятся автоматически.
На рисунке справа приведены необходимые размеры элементов сечения.

II. Примечание:

Блок исходных данных выделен желтым цветом, блок промежуточных вычислений выделен голубым цветом, блок решения выделен зеленым цветом.

Площадь поперечного сечения трубы: формула расчета

Трубы разного вида и рода настолько привычный элемент нашего быта, что замена их кажется самым простым делом. Нужно всего лишь выбрать материал – полипропилен, сталь, чугун, и подобрать диаметр, соответствующий выбранной сантехнике, например. На деле любой трубопровод – система сложная, и даже при совсем небольших отклонениях функционировать не станет.

Труба квадратного сечения

Геометрические параметры

Изготовители предлагают, конечно, продукцию не произвольных размеров, а вполне типовых – иначе замена поврежденных участков была бы невозможна, а система оказалась не ремонтоспособной. К параметрам, которые необходимо учитывать в расчетах, относятся:

внешний диаметр – требуется при вычислении реального объема, который занимает трубопровод и расчета площади поверхности;
внутренний диаметр – решающая характеристика, определяющая физическое рабочее сечение или площадь;
толщина стенки – при стыковке фрагментов с одинаковой площадью поперечного сечения трубы и из того же материала должна быть одинаковой. При соединении водоводов из разных материалов – нет;
живое сечение – площадь окружности, но отличная от физического поперечного сечения трубы, так как учитывает давление воды. Она носит несколько условный характер, но значительно облегчает дело при расчетах пропускной способности всей системы;
длина – как величина отрезков, предлагаемых производителем, так и общая протяженность коммуникации.

Часть такого рода данных можно почерпнуть в таблицах сортамента. Но такой вариант возможен лишь в том случае, если продукция выпускается в полном соответствии с ГОСТ. При других обстоятельствах замерять порой приходится самостоятельно и самостоятельно же производить расчет площади сечения трубы.

Зачем нужны расчеты

Проходимость трубопровода – основополагающий показатель рабочего состояния системы. Вода – горячая или холодная, перемещается по стальной трубе под давлением или самотеком. Если исходить из чисто геометрических параметров, то при одинаковом поперечном сечении трубы пропускная способность будет одинаковой.

На практике полученная величина будет условной, так как вода под давлением перемещается с куда большей скоростью. Однако при этом оказывает и большее давление на внутреннюю поверхность трубопровода. Поэтому для напорных и безнапорных систем выбираются изделия с одинаковым рабочим объемом, но разной толщиной стенок, а, значит, с разным внешним диаметром.

Расчет теплоотдачи – особенно актуален при установке системы теплого пола, например. Здесь потребуется высчитать общую поверхность трубопровода. На фото – система отопления.
Теплоизоляция – стальной трубопровод горячего водоснабжения и отопления должен быть изолирован, чтобы тепло не терялось при передаче от котла к радиаторам. Не меньше в теплоизоляции нуждается система холодного водоснабжения – из-за угрозы образования конденсата. Для вычислений поверхности по формуле потребуется величина поперечного сечения трубы.

Расчет площади поперечного сечения трубы

Производятся вычисления с помощью простых школьных формул. Так как речь идет о круглой стальной трубе, то сечение представляет собой окружность. Для расчетов используется величина внутреннего диаметра.

Площадь поперечного сечения трубы находят по следующей формуле:

S= π*(D/2)2, где

S – искомая величина;
π – 3,14. Если требуется более точный расчет, увеличивают число знаков после запятой;
D – внутренний диаметр трубопровода.

Если зачнете внутреннего диаметра неизвестно, но есть значение толщины стенки, используется несколько видоизмененная формула:

S= π*(D/2-h)2, где h – толщина стенки.

В параметрах изделия обычно указывается именно внешний диаметр и толщина, так как эти величины считаются определяющими.

Калькулятор прочности на напряжение прямоугольных стальных труб

Калькулятор прочности на напряжение прямоугольных стальных труб для расчета нормального напряжения, напряжения сдвига и напряжения фон Мизеса в критических точках заданного поперечного сечения прямоугольного полого конструктивного сечения.

Поперечная нагрузка на полое конструктивное сечение может быть вызвана нормальными и касательными напряжениями. одновременно на любом поперечном сечении ВСС. Нормальное напряжение в данном поперечном сечении изменяется по отношению к расстояние y от нейтральной оси, и оно наибольшее в самой дальней точке от нервная ось. Нормальное напряжение также зависит от изгибающего момента в сечения, а максимальное значение нормального напряжения в полом сечении конструкции возникает там, где изгибающий момент наибольший. Максимальное касательное напряжение возникает на нейтральной оси сечения HSS, где поперечная сила максимальна.

Примечание. Для получения дополнительной информации о тему см. в разделах «Касательные напряжения в тонкостенных элементах» и «Расчетные балок и валов на прочность» главы механики материалов .


ВХОДНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
Параметр	Значение
Высота несущей балки [2c]
Ширина структурной балки [w]
Толщина стенки балки [т]
Сила сдвига [В]		кНфунт-сила
Изгибающий момент [М]		НмкНмлфунт-силадюймфунт-силафут

Примечание. 2 93

Первый момент площади для сечения B [Q _B] — Первый момент площади сечения D [Q _D ] — 94 Расчет напряжения на участке A МПапсикси Нормальное напряжение [σ _{x_A} ] — Напряжение сдвига [τ _{ху_А} ] — Напряжение фон Мизеса при A [σ _{v_A} ] — Расчет напряжения на участке B Нормальное напряжение в B [σ _{х_В} ] — Напряжение сдвига в B [τ _{xy_B} ] — Напряжение фон Мизеса в B [σ _{v_B} ] — Расчет напряжения на участке D Нормальное напряжение при D [σ _{x_D} ] — Напряжение сдвига при D [τ _{xy_D} ] — Напряжение фон Мизеса при D [σ _{v_D} ] —

Примечание. Используйте точку “.” как десятичный разделитель.

Примечание. Напряжения — это положительные числа, и это величины напряжений в луч. Он не различает растяжение или сжатие конструкции. луч.

Примечание: Влияние концентрации напряжений не учитывается в расчетах.

Напряжение сдвига: Форма напряжения, действующая параллельно поверхности (поперечному сечению), имеет режущий характер.

Калькулятор труб для дрона

Используйте этот инструмент для сравнения относительной прочности и веса круглых и квадратных трубок. Выбирать размер, форма и материал двух разных трубок для сравнения:

ТРУБКА А:

Снаружи

Внутри

Длина

ТРУБКА B:

Снаружи

Внутри

Длина

Стена = Толщина стенки отображается в тех же единицах, которые используются для ввода.
Площадь = площадь поперечного сечения в мм2, дюймы конвертируются в миллиметры.
Масса = масса площади поперечного сечения x длина. Это ТОЛЬКО оценка, основанная на плотности материала. Фактический вес продукты из углеродного волокна будут различаться в зависимости от концентрации смолы, используемой в каждом из них.

I = Второй момент инерции, Ixx = Iyy для круглых и квадратных труб.
Дж = Постоянная кручения для тонкостенного замкнутого сечения. Формула обновлена в v1.2 .
D = отклонение, при этом один конец трубы зафиксирован, а на другой конец помещен груз весом 2 фунта (0,9 кг).

Как вы могли заметить, изображения обновляются в режиме реального времени по мере изменения размеров. Они должны быть точным представление толщины стенки и шкалы между A и B.

Пример по умолчанию

Значения по умолчанию представляют собой два наиболее распространенных размера трубок для дроны среднего размера. Слева квадратная трубка 15 мм, справа круглая трубка 16 мм. Оба углеродные волокна, и оба имеют стенку 1 мм. Легко увидеть, что круглая трубка выигрывает здесь, потому что она почти такая же прочная. при этом на 15% легче. Но это только часть картины, если вы пытаетесь построить более легкий беспилотник. общий. Например, рассмотрите разницу в весе, когда вы добавляете опоры двигателя, чтобы соответствовать круглой трубе, в то время как многие двигатели могут быть прикреплены к квадратным трубам с минимальными дополнительными материалами или вообще без креплений двигателя.

Сильнее?

Глядя на результаты, одна сторона может сказать, что она «сильнее», чем другая. Это относительная цифра, Предположим, что обе трубы имеют одинаковую конструкцию. Различные типы конструкции из углеродного волокна имеют разную прочность. Например, трубки, изготовленные из однонаправленных волокон, не будут такими прочными, как трубки, изготовленные из волокон, сплетенных с разной плотностью. углы. Большая часть трубок из углеродного волокна, используемых для дронов, состоит из слоев ткани, расположенных в разных направлениях. оптимальная прочность.

Относительная прочность рассчитывается по формуле сопротивления скручивающей (крутящей) силе в тонкостенном отрезке трубы. Для достижения оптимальных летных характеристик дрону нужны жесткие руки, которые противостоят крутящим силам двигателей. Там часто является компромиссом между желаемой жесткостью и весом. Многие коммерческие дроны используют трубки, обеспечивает достаточную жесткость, но утяжеляет дрон и сокращает время полета.

Значения прогиба являются приблизительными оценками, поскольку они предполагают одинаковый модуль упругости для всех трубок из углеродного волокна, которые это не так в действительности. Я включил его, чтобы показать, как длина и диаметр повлияют на отклонение. равный. Я проверил несколько кусков трубок, прикрепив их к столу на расстоянии 12 и 24 дюймов, а затем измерил фактический прогиб. когда я повесил 2-фунтовую гирю с конца. Результаты были достаточно точными.

Квадрат против Круга

Как я писал на своем Ardupilot blog, существует много путаницы вокруг квадратных и круглых труб и их применения для дронов. я сделал следующий рисунок, чтобы показать разницу простыми словами:

Прежде чем я создал этот калькулятор, я использовал этот но вы можете проверить только один размер за раз, а калькулятор квадратных труб находится на другой странице. С тех пор я добавил формулы для напряжения прогиба и кручения в тонкостенной трубе.

TOP HEADLINES