Der Durchmesserwechselbereich des turmartigen Behälters ist kegelförmig. Welcher Ende dieses Kegels ist demnach stärker belastet?
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Prüfungsfragen für Prüfer in Changsha, 27.–28. Oktober 2015: Der Übergangsbereich eines turmartigen Behälters hat die Form einer Kugel. Welcher Ende dieser Kugel ist belastbarer – das größere oder das kleinere Ende? Und erklären Sie den Grund?
An welchem Ende des Kegels wirkt mehr Kraft? Und erklären Sie den Grund? ——Druck und Pression – unter der Annahme, dass der Druck gleich ist, wird die größere Fläche stärker belastet. ——Die Änderung des Durchmessers ist auf die Bedürfnisse durch Schwankungen der Belastung zurückzuführen. Es handelt sich nicht um denselben Datenverkehr – das hat nichts mit dem Sprichwort „Ein Mann allein kann die Menge abwehren“ zu tun.
Natürlich wird die größere Seite stärker belastet, da der Druck im Turm gleich ist und die Fläche der größeren Seite größer ist.
F=PA, bei konstanter Druckkraft P ist die Kraft F umso größer, je größer die Fläche A ist； Die Wandstärke der Rohrverbindungsstücke wird nach dem größeren Ende bestimmt.
Die Frage des Lehrers war wohl, auf welcher Seite der größere Druck herrscht. Der Stress am kleinen Ende ist groß. Bei der Planung eines Turms müssen die durch Erdbeben- und Windlasten entstehenden Biegemomente berücksichtigt werden. Bei Kegelhüllen ist die Höhe in der Regel nicht sehr groß. Die Biegemomente an den großen und kleinen Enden der Kegelhülle sind ähnlich, doch die Fläche hängt vom Quadrat des Durchmessers ab. Die durch die Biegemomente verursachten axialen Spannungen sind offensichtlich am kleinen Ende größer als am großen Ende. Die Werte der axialen Spannungen, die durch den Innendruck und die vertikalen Kräfte verursacht werden, sind ungefähr gleich. Daraus geht hervor, dass bei der Kombination der axialen Spannungen der Wert am kleineren Ende größer ist.
Es geht nicht nur um Druck, sondern auch um Windlasten und Erdbebenlasten!
Große Abschnitte – Grund: Zunächst ist da der zirkuläre Druck pd/2t; bei großen Abschnitten ist dieser zirkuläre Druck besonders hoch； Die axiale Spannung beträgt pd/4t; umgerechnet auf die Kegelhülle ergibt sich daraus pd/4t·cosα. Auch das ist wieder ein ziemlich großer Wert ； Die Biegemomente sind genauso
Bei Türmen muss man auch auf die axialen Kräfte berücksichtigen, die durch Biegemomente sowie das Eigengewicht der Anlagen entstehen Wie wird es überlagert? Soll man auch die Probleme der sekundären Spannungen an den Enden sowie am Zylinder berücksichtigen? Auf diese Frage habe ich lange nachgedacht – ich weiß wirklich nicht, wie ich darauf antworten soll.
Was ich zuvor über die Belastung einer gewöhnlichen Kegelschale gesagt habe – wenn sie als Teil eines Turms dient –, so muss man dann das Biegemoment M/W berücksichtigen. Dabei gilt W∝d³. Wenn die Biegemomente ungefähr gleich sind, sollten die kurzen Abschnitte größer sein. Auch bei der axialen Kraft F/S gilt S∝d²; auch hier sollten die kurzen Abschnitte größer sein； Außerdem kann der innere Druck im Vergleich zu den äußeren Kräften und der Schwerkraft vernachlässigt werden. Daher sollte in diesem Fall eine kurze Strecke verwendet werden
Kann der Innendruck im Vergleich zu den äußeren Kräften und der Schwerkraft vernachlässigt werden? ？ ？ Der Grund für diesen Satz? Bei axialen Kräften muss man auch berücksichtigen, ob es sich um Druckspannungen oder Zugspannungen handelt.
Tatsächlich ist dieser Satz vielleicht nicht sehr konkret. Für die genaue Betrachtung des konkreten Problems können Sie selbst rechnen. Der Druck in gewöhnlichen Türmen ist ohnehin nicht sehr hoch (bei einfachen Berechnungen sogar sehr gering). Was den Zug- und Druckaufwand angeht, so lässt sich das auch nicht einfach beurteilen – schließlich spielt auch der Biegemoment eine Rolle. Schauen Sie sich am besten selbst die Türme an und berücksichtigen Sie dabei die Materialmechanik! Stur an einem Problem festzuhalten, ist sinnlos.
Ist das nicht unwissenschaftlich? Die Voraussetzung dafür, dass die Biegemomente an den großen und kleinen Enden ähnlich sind, ist, dass auch die Durchmesser der großen und kleinen Enden ähnlich sind – mit anderen Worten: Die Höhe der Kegelschale ist sehr gering, die Kegelschale ist also recht niedrig. So kannst du wieder nicht mithalten. M nähert sich, D nähert sich auch – wie kann man da noch vergleichen?