حساب انقلاب المبنى. قلب المحرك الكهربائي معلومات عامة عن ثبات الرافعة

تأثير جهد التيار الكهربائي على استقرار المحرك الكهربائي.

دعونا نفكر في تأثير جهد الشبكة على استقرار المحرك الكهربائي المتغير

لا يوجد تيار.

في حالة الانخفاضات العميقة في جهد الشبكة، يصبح تشغيل المحرك غير المتزامن

إذا أصبح الوضع غير مستقر، فقد ينقلب المحرك.

يشير المماطلة إلى وضع الطوارئ للمحرك غير المتزامن؛ عندما شارك

الحيد يتوقف أو ينعكس. شرط التمرير هو:

م"< М ,

أين م"- اللحظة الحرجة للمحرك عند الجهد المنخفض؛

م- لحظة ثابتة للآلية.

بمعنى آخر، سيحدث التوقف إذا أصبح عزم الدوران الحرج للمحرك أقل من عزم الدوران الثابت للآلية.

تذكر أن عزم الدوران الحرج للمحرك غير المتزامن يتناسب مع مربع الجهد:

أين شو F- الجهد والتردد لشبكة الإمداد على التوالي.

ويترتب على ذلك انخفاض الجهد المسموح به بموجب قواعد التسجيل

شبكة تساوي 15% ( ش" = 0,85ش) ، ستكون القيمة الجديدة المخفضة للحظة الحرجة

م"= م= (0.85) م= 0.7225 م≈ 0.7 م.

تعتمد عواقب الانقلاب على طبيعة اللحظة الثابتة للآلية

أماه، وهي:

1. مع عزم الدوران الثابت التفاعلي، يتوقف المحرك ويدخل في وضع الاستعداد تحت التيار (المضخات والمراوح)؛

2. مع عزم الدوران الثابت النشط، يتوقف المحرك أولاً، ثم يعود للخلف، وتحت تأثير الوزن، يبدأ في التسارع في اتجاه الهبوط من الارتفاع

سرعة ثابتة (آليات الرفع وأجهزة إرساء المرساة).

أرز. 8.11. العمليات العابرة عندما يتوقف المحرك: أ – مع عزم دوران ثابت تفاعلي (مضخة، مروحة)؛ ب – مع لحظة ثابتة نشطة (ونش-

كا ، مرساة)

دعونا ننظر في عملية انقلاب المحرك مع عزم الدوران التفاعلي للآلية

(الشكل 8.11، أ).

وقبل أن ينخفض ​​الجهد، يعمل المحرك بخصائصه الميكانيكية الطبيعية.

ristics (EMX) عند النقطة A بسرعة ثابتة ω.

في حالة فشل الجهد، يتحرك المحرك من النقطة A على EMX إلى النقطة B على الاصطناعي

الخصائص الميكانيكية النهائية (IMC). سرعة المحرك الكهربائي ليس لديها وقت للتغيير

بسبب القصور الذاتي للأجزاء المتحركة للمحرك الكهربائي، وبالتالي فإن السرعة عند النقطة B هي نفسها عند النقطة A.

نظرًا لأنه عند النقطة B يكون عزم دوران المحرك M أقل من عزم دوران الآلية M للمحرك

يبدأ الجسم في تقليل السرعة إلى النقطة C. عند هذه النقطة الحرجة (الحد الأقصى)

المحرك M"< М, поэтому двигатель продолжит уменьшать скорость до точки Д.

عند هذه النقطة سيتوقف المحرك وسيتم تنشيطه بلحظة دائرة كهربائية قصيرة.

خوار Mdo التكنولوجيا. حتى يتم تشغيل الحماية الحرارية.

تنعكس الآليات ذات اللحظات الثابتة النشطة (روافع البضائع والرافعات) عند الانقلاب تحت تأثير وزن الحمولة أو المرساة (الشكل 8.11، ب).

تستمر العملية العابرة أثناء انخفاض الجهد أولاً بنفس الطريقة كما في العملية السابقة.

من الصعب جدًا تخيل الأساس المقلوب لمنزل خاص. السبب الطبيعي وراء انقلاب منزل صغير هو الرياح ذات القوة الهائلة، والتي، بسبب انحراف الهيكل، يمكن أن تقلبه على جانبه. على سبيل المثال، مثل شجرة الصنوبر الوحيدة التي ليس لها أساس، بل لها جذور.

أرز. 1. خيارات الدوران والإزاحة المحتملة للمؤسسة: أ - التسوية بالدوران، ب - التسوية بالدوران والإزاحة، ج - التحول على طول القاعدة.

ما هي الحسابات اللازمة لتأسيس منزل؟

بناءً على الغرض المقصود منه، وهو نقل حمل الهيكل بشكل موحد إلى الأرض، من الضروري حساب عرض الجزء الداعم له وقوته.

للقيام بذلك، من الضروري تحديد وزن الهيكل، بما في ذلك وزن القاعدة.

يجب أن يشمل حساب قوة الأساس أحمال الثلوج المنقولة إليه من السطح في الشتاء، ووزن كل ما سيتم تركيبه وإدخاله إلى داخل الغرفة (نظام التدفئة، وإمدادات المياه، والصرف الصحي، والأثاث، وما إلى ذلك) .

لا يتم تضمين أحمال الرياح على المباني المنخفضة في اختبار القوة. يتم أخذ هذه الأحمال في الاعتبار عند حساب قوة عنصر السقف مثل المورلات، والتي يتم من خلالها نقلها عبر الجدران إلى قاعدة المنزل.

في التين. يوضح الشكل 1 خيارات التدوير والإزاحة المحتملة للمؤسسة: أ) التسوية مع الدوران، ب) التسوية مع الدوران والإزاحة، ج) التحول على طول القاعدة.

أرز. 2. الحساب غير الصحيح لقوة الأساس يمكن أن يؤدي إلى قلب الهيكل بأكمله.

في فصل الشتاء، تتعرض الأساسات الضحلة لقوى الطفو الناتجة عن ارتفاع التربة. التوزيع غير المتكافئ لهذه القوى يمكن أن يؤدي إلى فقدان استقرار الأساس، كما هو موضح في الصورة، خاصة إذا لم يتم بناء الهيكل على الأساس لسبب ما. ولمنع فقدان الاستقرار في هذه الحالة يجب حماية التربة من التجمد.

إذا حدث فقدان الاستقرار عند الانتهاء من بناء المنزل، فيجب البحث عن الأخطاء في حساب القوة المطلوبة. ولكن هذا لا يزال لا ينبغي أن يؤدي إلى قلب الهيكل بأكمله، كما هو مبين في الشكل. 2. تظهر الصورة منزلاً صغيراً لم يحدث الانقلاب فيه بسبب عدم إجراء حسابات الأساس المناسبة. عند تحديد حجم الأساس وعمقه، لم تؤخذ في الاعتبار الخصائص الفيزيائية للتربة (الصورة توضح أنها تربة رملية).

العودة إلى المحتويات

هل من الضروري حساب استقرار أساس منزل خاص؟

الأساس الذي لا ينقلب أو يتحرك في مستوى أفقي مع الأرض تحت تأثير القوى الخارجية يعتبر مستقرًا. تم تصميم أسس العناصر المهمة مثل دعامات الجسور وأنابيب المصانع وما إلى ذلك لتحقيق الاستقرار.

على عكس أنابيب المصانع، لا يلزم أن تكون أساسات المنازل الخاصة قابلة للقلب. والسبب هو أن هذه المنازل ذات ارتفاع منخفض نسبياً. إذا كان مركز ثقل أنبوب المصنع وقوة الرياح الناتجة يقعان على ارتفاع كبير من الأساس، ونتيجة لذلك يمكن تشكيل لحظة كافية لتعطيل الاستقرار، فبالنسبة للهيكل المنخفض، يتم إجراء الحسابات بناءً على هذا العامل هي ببساطة ليست ضرورية.

في القطاع الخاص، تظهر حاليًا أيضًا المباني الفردية التي تتطلب حسابات أسسها لمثل هذا التأثير. على سبيل المثال، مولدات الرياح. في التين. يوضح الشكل 3 أحد الخيارات الأساسية لمثل هذا المولد. يجب الانتباه إلى عمق الأساس. من الواضح أنه يتجاوز عمق تجميد التربة. الأبعاد المتبقية في الصورة 3 يمكن أن تكون بمثابة دليل فقط وقد تختلف عن الأبعاد الفعلية. ارتفاع البرج - HV، للتشغيل الموثوق للمولد، يعتمد على التضاريس، ولكن في المتوسط ​​يمكن اعتباره مساويا لـ 20 مترًا.

العودة إلى المحتويات

تحديد لحظة الانقلاب

أرز. 3. رسم تخطيطي لقاعدة مولد الرياح.

في التين. يوضح الشكل 4 مخططًا تصميميًا يوضح القوى المؤثرة على الأساس. العامل الرئيسي الذي يؤدي إلى الانقلاب هو العزم M U، والعقبة الرئيسية أمام ذلك هي القوة F U. هذا المكون هو الذي يمنع فقدان الاستقرار.

يمثل الحمل الموزع بشكل موحد P رد فعل التربة لعمل القوة F U . تؤثر القوة Q r على القص في المستوى الأفقي. عند حساب القص، فإن معامل احتكاك البناء على الأرض له أهمية كبيرة. ولا تؤخذ هذه القوة في الاعتبار عند حسابات التمديد.

لتحديد لحظة الانقلاب MU من الضروري معرفة سرعة الرياح ومساحة الهيكل الذي تؤثر عليه (انقلاب الرياح). لضمان تشغيل مولد الرياح، يلزم سرعة لا تقل عن 6-8 م/ث تقريبًا. ومع ذلك، فمن الضروري أن نأخذ في الاعتبار أن سرعة الرياح يمكن أن تكون أعلى بكثير، لذلك يجب الاعتماد على أقصى سرعة ممكنة في المنطقة المحددة. على سبيل المثال، عند سرعة رياح 10 م/ث يكون الضغط 60 نيوتن/م2، وعند سرعة 50 م/ث سيكون هذا الضغط 1500 نيوتن/م2. جدول رقم 1 يوضح القيم التي يمكن من خلالها معرفة سرعة الرياح القصوى تحديد ضغطها.

الجدول رقم 1.

بمعرفة سرعة الرياح V ومساحة الريش S L نحدد الضغط المقابل من الجدول 1 ومن هذه المنطقة نحسب القوة R L المطبقة على حافة البرج أي على مسافة H B من السطح من الارض. مع الأخذ بعين الاعتبار العمق h الذي تقع عنده قاعدة القاعدة يكون الكتف:

ستعمل الرياح أيضًا على البرج بطوله بالكامل. لتحديد المساحة، نحدد أولاً القيمة المتوسطة لعرض البرج، L SR

أرز. 4. مخطط القوى المؤثرة على الأساس.

L CP = (L B + L H)/2، حيث

L B هو عرض البرج في جزئه العلوي؛
L H هو عرض البرج عند القاعدة.

ولنحدد مساحة البرج العمودي على اتجاه الريح:

S B = N B × L CP،

والآن سوف نحدد الحمل الإجمالي P B كحاصل ضرب المساحة S B وقيمة الضغط من الجدول 1. وسيتم تطبيق هذه القوة في منتصف ارتفاع البرج.

الآن يمكنك تحديد لحظة الانقلاب.

M U = R L ×H+ R V ×(N V /2+h)

يأتي العثور على Mopr لتحديد مثل هذا الخط الأفقي AF الذي يحد من مساحة المقطع BCF الذي يساوي مساحة OAB. وفي الوقت نفسه، يتم تحديد زاوية الدوران الديناميكية المقبولة Ɵmax. اللحظة أعظم من الزراعة العضوية، سيكون هناك المزيد من التعافي وستنقلب السفينة.

23. تحديد لحظة الانقلاب الديناميكية في وضع أولي مستقيم حسب مخطط Ld.

لتحديد لحظة الانقلاب، تحتاج إلى رسم مماس لـ DDO. ستعطي نقطة الاتصال M def كإحداثي المماس. في هذه الحالة، سيحدد الإحداثي الإحداثي لنقطة الظل أكبر زاوية التفاف ديناميكية Ɵopr.

24. تحديد لحظة الانقلاب عند تأرجح السفينة حسب المخطط الأول

الاستقرار في زوايا لفة عالية. مع زيادة لفة السفينة، تزداد لحظة التصحيح أولاً، ثم تنخفض، وتصبح مساوية للصفر، وبعد ذلك لا تمنع الميل فحسب، بل على العكس من ذلك، تساهم فيه (الشكل 6).

أرز. 6. مخطط الاستقرار الثابت.

نظرًا لأن الإزاحة لحالة حمل معينة تكون ثابتة، فإن عزم التصحيح يتغير فقط بسبب التغيير في ذراع الاستقرار الجانبي ل شارع. واستنادًا إلى حسابات الثبات الجانبي عند زوايا الالتفاف الكبيرة، قاموا بالبناء مخطط الاستقرار الثابت , وهو رسم بياني يعبر عن التبعية ل شارعمن زاوية اللفة. تم إنشاء مخطط الاستقرار الثابت لحالات تحميل السفن الأكثر شيوعًا وخطورة.

25. تحديد لحظة الانقلاب عند اهتزاز السفينة حسب المخطط ld

من النقطة A، يتم رسم ظل AC إلى مخطط الاستقرار الديناميكي، ومن النقطة A على خط مستقيم موازٍ لمحور الإحداثي السيني، يتم رسم قطعة AB تساوي راديان واحد. من النقطة B نعيد BE المتعامد إلى التقاطع مع المماس AC عند النقطة E. القطعة BE تساوي ذراع عزم الدوران، إذا كان المخطط

بنيت على نطاق الكتف. لحظة الانقلاب

Mc = 9.81 ·∆ · ldef, kN × m.

26. العلاقة بين مخططات الاستقرار الساكنة والديناميكية

مخططات الاستقرار الثابت والديناميكي

عادة، في ظروف السفينة، يتم إنشاء مخطط الاستقرار الديناميكي وفقًا لمخطط الاستقرار الثابت المعروف في الجدول:

مخطط الاستقرار الديناميكي

عند إنشاء مخطط الاستقرار الديناميكي استنادًا إلى نتائج الجدول أعلاه، يُفترض أن يكون عزم الدوران الديناميكي ثابتًا عبر زوايا اللفة. وبالتالي، يعتمد عملها خطيًا على الزاوية θ، وسيتم تصوير الرسم البياني للمنتج f(θ) = 1cr*θ على مخطط الاستقرار الديناميكي بخط مائل مستقيم يمر عبر أصل الإحداثيات. لإنشائه، يكفي رسم خط عمودي عبر النقطة المقابلة للفة قدرها 1 راديان ووضع كتف معين قدره 1 راديان على هذا العمودي. سيمثل الخط المستقيم الذي يربط النقطة E مع أصل الإحداثيات O الرسم البياني المطلوب f(θ) = 1cr*θ، أي الرسم البياني لعزم الدوران المتعلق بقوة وزن السفينة P. سيتقاطع هذا الخط المستقيم مع الخط الديناميكي مخطط الاستقرار عند النقطتين A و B يحدد الإحداثي المحوري للنقطة A زاوية اللفة الديناميكية θ التي تكون فيها لحظات الانحدار والتقويم متساوية.

النقطة ب ليس لها أهمية عملية.

عند حل مشاكل الانقلاب، يتم أخذ الوضع المحدود الذي يكون فيه الجسم في حالة توازن غير مستقر في الاعتبار، أي عندما يكون جاهزًا للانتقال من حالة الراحة إلى الحركة. إن أي تغيير طفيف في العناصر الهيكلية أو القوى المؤثرة على هذا الهيكل يؤدي إلى انقلاب (دوران) الهيكل حول محور معين يسمى محور الانقلاب، وهو عمودي على مستوى الرسم. شرط توازن مثل هذا الجسم (الهيكل) هو المساواة مع الصفر لمجموع اللحظات بالنسبة إلى نقطة تقاطع محور الانقلاب مع مستوى رسم جميع القوى (النشيطة) المعطاة المؤثرة على الجسم :

عند رسم المعادلة، يجب أن نتذكر أن تفاعلات الدعامات غير مدرجة في هذه المعادلة، حيث أن الهيكل عند الموضع الحدي يرتكز فقط على تلك الدعامات التي يمر من خلالها محور الانقلاب. الكميات التي يتم تحديدها من المعادلة لها قيم حرجة (الحد الأقصى أو الأدنى) ولضمان هامش الاستقرار، يجب تخفيضها بشكل مماثل أثناء التصميم (تلك التي تم العثور على أقصى قيمة ممكنة لها عند التوازن) أو زيادتها (تلك حيث تم العثور على أدنى قيمة ممكنة في التوازن).

تقوم بعض القوى النشطة المؤثرة على الجسم بتكوين أزواج تميل إلى قلب الجسم. يُطلق على مجموع لحظات هذه القوى بالنسبة لمحور الانقلاب اسم "لحظة الانقلاب":

يقوم جزء آخر من القوى النشطة بإنشاء أزواج تسعى جاهدة لإعادة الجسم إلى موضعه الأصلي.

يُطلق على مجموع لحظات هذه القوى بالنسبة لمحور الانقلاب اسم لحظة الاستقرار:

تسمى نسبة القيمة المطلقة للحظة الثبات إلى القيمة المطلقة للحظة الانقلاب بمعامل الثبات:

المشكلة 15. يتكون برج المياه من خزان أسطواني بارتفاع وقطر مثبت على أربعة أعمدة متماثلة ومائلة نحو الأفق (الشكل 48). يكون قاع الخزان على ارتفاع أعلى من مستوى الدعامات. وزن البرج، ويتم حساب ضغط الرياح على مساحة انعكاس سطح الخزان على مستوى متعامد مع اتجاه الريح، ويؤخذ ضغط الرياح النوعي مساوياً لتحديد المسافة المطلوبة بين قواعد الأعمدة.

حل. 1. خذ بعين الاعتبار توازن برج المياه (الشكل 49). وبما أنه من الضروري تحديد القيمة الحرجة للمسافة بين قاعدتي الركائز، فإننا نفترض أن البرج في حالة توازن غير مستقر، أي أنه مع أقل انخفاض في هذه المسافة، سوف يسقط البرج تحت تأثير الريح، تدور حول المفصلة A عكس اتجاه عقارب الساعة.

لذلك، في وضع التوازن غير المستقر، يجب افتراض أن البرج بدعاماته B يلامس الأرض فقط، لكنه لا يضغط على الأرض،

2. نصور القوى النشطة المؤثرة على البرج. القوة هي وزن البرج وقوة ضغط الرياح على الخزان.

يجب أن يستبعد حساب الأساس للاستقرار إمكانية الانقلاب والتحول على طول القاعدة والتحول مع التربة على طول سطح منزلق. يعتبر الأساس مستقرًا إذا تم استيفاء الشرط (6.1)، حيث يُفهم F على أنه تأثير قوة يساهم في فقدان استقرار (انقلاب أو إزاحة) الأساس، وFu هي مقاومة القاعدة أو الأساس التي تمنع فقدان الاستقرار. يتم إجراء حسابات الثبات بناءً على أحمال التصميم التي يتم الحصول عليها عن طريق ضرب الأحمال القياسية بعوامل أمان الأحمال. إذا كانت المعايير تنص على عاملي أمان لنفس الحمولة، فإن الحساب يأخذ في الاعتبار العامل ذو هامش الأمان الأصغر.

أرز. 7.7. مخطط لحساب أساس الثبات ضد الانقلاب

عند حساب أسس دعم الجسر لتحقيق الاستقرار ضد الانقلاب، فإن جميع القوى الخارجية المؤثرة على الأساس (بما في ذلك وزنه) تؤدي إلى قوى Fv وQr وعزم Mu (الشكل 7.7). إن القوى Fv وQr تساوي إسقاطات جميع القوى الخارجية على الوضعين الرأسي والأفقي، على التوالي، ولحظة Mi تساوي لحظة القوى الخارجية بالنسبة للمحور الذي يمر عبر مركز ثقل قاعدة الأساس المتعامدة مع طائرة التصميم. تساهم لحظة Mi في قلب الأساس (تدويره حول المحور O - انظر الشكل 7.7). ستكون لحظة مقاومة الانقلاب Mz مساوية لـ Fva، حيث a هي المسافة من نقطة تطبيق القوة Fv إلى حافة الأساس بالنسبة إلى حدوث الانقلاب.

ينبغي حساب استقرار الهياكل ضد الانقلاب باستخدام الصيغة
Mi<(ус/у)Мz, (7.5)
حيث Mu وMz هما لحظات الانقلاب وقوى الإمساك، على التوالي، بالنسبة لمحور الدوران المحتمل (القلب) للهيكل الذي يمر على طول نقاط الدعم القصوى، kN · m؛ ус - معامل ظروف العمل المقبولة عند فحص الهياكل المدعومة بالدعامات الفردية، لمرحلة البناء، يساوي 0.95؛ لمرحلة التشغيل المستمر تساوي 1.0؛ عند فحص أقسام الهياكل الخرسانية والأساسات على الأساسات الصخرية تساوي 0.9؛ على الأراضي غير الصخرية - 0.8؛ уn هو معامل الموثوقية لغرض الهيكل، ويساوي 1.1 عند الحساب لمرحلة التشغيل المستمر و1.0 عند الحساب لمرحلة البناء.

ينبغي افتراض قوى الانقلاب بعامل أمان للحمل أكبر من الوحدة.

يجب أن تؤخذ قوى الاحتفاظ مع عامل أمان الحمولة للأحمال الثابتة Уf<1, для временной вертикальной подвижной нагрузки от подвижного состава железных дорог, метрополитена и трамвая yf=1.

عند حساب أساسات دعامات الجسور من أجل الثبات ضد القص على طول القاعدة، فإن القوة Qr (انظر الشكل 7.7) تميل إلى تحريك الأساس، وقوة احتكاكها بالأرض Qz (على طول قاعدة الأساس) تقاوم القص . القوة Qz تساوي μFv> حيث μ هو معامل احتكاك الأساس بالأرض.

وفقًا لمتطلبات SNiP 2.05.03-84، يجب حساب ثبات الهياكل ضد القص (الانزلاق) باستخدام الصيغة
Qr≥(yc/yn)Qz، (7.6)
حيث Qr هي قوة القص، kN، وتساوي مجموع إسقاطات قوى القص في اتجاه القص المحتمل؛ ус - معامل ظروف العمل يساوي 0.9 ؛ уn هو معامل الموثوقية لغرض الهيكل، المعتمد كما في الصيغة (7.5)؛ Qz هي القوة القابضة، kN، وتساوي مجموع إسقاطات القوى القابضة في اتجاه القص المحتمل.

يجب أن تؤخذ قوى القص بعامل أمان حمل أكبر من واحد، ويجب أن تؤخذ قوى الإمساك بعامل أمان حمل محدد في شرح الصيغة (7.5).

كقوة أفقية قابضة خلقتها التربة، يجوز لها أن تأخذ قوة لا تتجاوز قيمتها ضغط التربة النشط.

يجب تحديد قوى الاحتكاك عند القاعدة من خلال القيم الدنيا لمعاملات الاحتكاك لقاعدة الأساس على الأرض.

عند حساب أسس القص، يتم أخذ القيم التالية لمعاملات الاحتكاك μ للبناء على الأرض.