Зависимость нагрузки и реакции от перемещения узла

В результате обработки экспериментальных данных и их сравнения с теоретическими, полученными в результате машинного эксперимента было произведено их графическое сопоставление.

Первоначально было произведено сравнение усилий, приложенных к 3 узлу при разных значениях перемещений 3 узла по оси у (рисунок 5.1).

Рисунок 5.1-График зависимости нагрузки Р и реакции от перемещения узла 3

Проанализировав построенные графики мы отметили качественное совпадение их на начальном этапе (до максимальных значений и непродолжительный участок при максимальных значениях). Причиной количественного различия является малое количество экспериментальных данных (1 образец) и отсутствие длительный период в лаборатории, где проводился эксперимент метрологических мероприятий (тарировка силоизмерительных устройств), что и привело к различию значений,

приложенных и вычисленных усилий.

Расхождение графиков на заключительных этапах можно объяснить, что программа Patran не учитывает в расчетах значительные изменения геометрической формы элементов. Например, не учитывается потеря устойчивости сжатого элемента, а продолжается его расчет без учета значительного искривления геометрической оси.   

Рисунок 5.2- График зависимости (перемещения  узла 1по оси у от перемещения  узла 3 по оси у)

Рисунок 5.3- График зависимости перемещения узла 2 по оси у от перемещения узла 3 по оси у

Рисунок 5.4- График зависимости перемещения узла 4 по оси у от перемещения 3 по оси у

Проанализировав зависимости перемещений узлов по вертикали смогли отметить приблизительное их совпадение. Так для 1 узла зависимости совпадали на значительном участке. Расхождение зависимостей для 2 и 4 узлов можно объяснить влиянием потери устойчивости сжатого элемента.

Рисунок 5.5- График зависимости перемещения узла  1 по оси х от перемещения узла 3 по оси у

Рисунок 5.6- График зависимости перемещения узла 2 по оси х от узла 3 по оси у

Рисунок 5.7- График зависимости перемещения узла 3 по оси х от перемещения узла 3 по оси у

Рисунок 5.8- График зависимости перемещения узла 4 по оси х от перемещения узла 3 по оси у

В результате анализа графиков зависимостей перемещений узлов по горизонтали отметим качественное совпадение. Однако для 1 и 2 узла отметим влияние внешнего неучтенного фактора, в результате чего на графике экспериментальной зависимости образовался скачок – увеличение величины горизонтальных перемещений. Причиной этого скачка может явиться потеря устойчивости сжатого раскоса и увеличение горизонтальных усилий, действующих на узлы.

Рисунок 5.9- График зависимости углов поворота  от перемещения узла 3 по оси у

Проанализировав зависимости углов поворота отметим основные их этапы. Так для 3 узла можно установить прямую зависимость между вертикальным перемещением узла 3 и его углом поворота до момента потери устойчивости сжатого раскоса. После чего происходит уменьшение угла в результате снижения влияния изгибающего момента от сжатого раскоса.

Для 1 узла снижение угла поворота произошло только при значительных деформациях сжатого раскоса, когда усилие в нем стало незначительным, соответственно незначительным стало и влияние его на поведение 1 узла.

Рисунок  5.10- График зависимости внешней нагрузки от угла поворота 3 узла

Рисунок 5.11- График зависимости внешней нагрузки от угла поворота 1 узла

Полученные графики взаимозависимостей реакций системы и углов поворота узлов показывают экспериментальные отношения их между собой. Отметим характерные участки графиков для обоих узлов.

Оба графика состоят из 3 участков:

1 участок- одновременного возрастания внешней нагрузки и угла поворота

2 участок- снижение внешней нагрузки при дальнейшем увеличении угла поворота узла

3 участок- одновременное снижение внешней нагрузки и уменьшение угла поворота.

Однако сопоставление полученных экспериментальных данных по углам поворота узлов с теоретическими не было произведено из-за невозможности получения этих данных при расчете по программе Patran.