Kysymys:
Kuinka voin määrittää yksinkertaisen penkin kantavuuden?
CRABOLO
2015-03-18 06:56:01 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Olen uusi puuntyöstössä ja suunnitteluvaiheessa on alla olevan kuvan kaltaisen penkin valmistaminen. Aion varastoida tähän erittäin raskaita laatikoita ja haluaisin myös käyttää sitä jakkarana korkeiden hyllyjen saavuttamiseksi.

Onko olemassa vakiokäytäntö sen määrittämiseksi, kuinka paljon painoa penkillä voi olla? Onko olemassa nopeita arviointikäytäntöjä, jotka yleensä antavat tarkkoja tuloksia?

Penkki tehdään kaikki Douglas-fir 2x4 -tapista, lukuun ottamatta neljää jalkaa, jotka ovat Douglas-fir 4x4 -pylväitä. Ainoat kiinnikkeet, jotka aion käyttää, ovat 2,5 tuuman teräsnauloja. Kuinka löydän painon, jonka tämä penkki pystyy realistisesti pitämään?

enter image description here

Rakenna penkki ja lisää sitten painoa, kunnes se rikkoutuu. Rakenna sitten penkki uudelleen.
Parempi rakentaa 2 samanlaista penkkiä kerralla - säästät aikaa ja toimintaa.
Viisi vastused:
#1
+16
Damon
2015-03-18 19:09:33 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jalkoihin käytettävät 4x4-pylväät tukevat käytännössä "ääretöntä" painoa pituussuunnassa. Nyt tietysti, kun otetaan huomioon naiivi muotoilu, kukin jalka välittäisi voimaa vain yhteen 4x2-palkkiin (jotka sitten ehkä naulataan yhteen jonkinlaisen reunuksen kanssa), mikä ei ole optimaalista. Haluat ehdottomasti liittää palkit dovetail-latteella tai vastaavalla rakenteella lähellä jalkoja, jos vakaudella on merkitystä. Neljä 10 mm: n kelkkapulttia, jotka kulkevat kummankin jalan läpi, ja lohenpyrstälevy ovat hyvä ratkaisu.
Paksun rungon liimaaminen ja naulaaminen palkkiin voi myös "toimia", mutta se ei kaikki ole kovin hieno suunnitelma, koska se kiinnittää ristin -osa, joka rasittaa pituussidosta, kun rata laajenee (ja se on tavallaan väistämätöntä).

Jotain tällaista (se on minun puutarhapöytäni, se tukee vahvasti 8 aikuista, jotka tanssivat sen päällä ravistelematta):

dovetail batten on table

sinun on varmistettava, että penkki on jonkin verran joustava vastenmielisyyttä vastaan. Kuvassa esitetty poikkipalkki on jo hyvä lähestymistapa, mutta kynnet ainoana kiinnittimenä eivät tee . Ei missään muodossa.
Liityisin jokaiseen kahteen erilliseen kappaleeseen liimalla ja kahdella 10 mm: n kovapuustyynyllä vähintään . Mieluiten kuitenkin kiinnitys ja kiristys.

Mitä tulee laakerin / istumapinnan kantokykyyn, yksi 180 cm pitkä ja molemmista päistä tuettu 4x2 douglasia -palkki tukee helposti ruumiini painoa, joten helppo vastaus kyseinen tili olisi "ei hätää, tämä tekee" . Voit kuitenkin tehdä tässäkin suuruusluokkaa paremmin tai huonommin, vain "pienillä" muokkauksilla.

Kuten rob totesi, sinun kannattaa tehdä laminaattilaakeripinta liimaamalla 4x2 palkkia yhteen. . Pieni reunus keskellä, kuten kuvassa näkyy, toimii absoluuttisena miniminä, mutta ei ole läheskään yhtä hyvä.
Syynä tähän on, että paino jakautuu paremmin kaikkiin säteisiin, ei vain niihin, jotka ovat paino on päällä.

Huomaa kuitenkin, että 4x2-palkkien käyttö kuvassa esitetyllä tavalla ei ole optimaalinen kantokyvylle ja vaakasuora laminaatti on vakauden kannalta epäoptimaalinen.
Suorakulmaisen kantokyky keila on verrannollinen 1 / 12 · h 3 b -tietoon, mikä tarkoittaa, että yksi 4x2-palkki (pystyssä) on yhtä suuri neljä 2x4 palkkia (litteä).

4x2 = 4 * 2x4 enter image description here

Voit siis lisätä huomattavasti (kaksinkertaista tai kolminkertaista) yleistä vakautta ja kantokykyä yksinkertaisesti laminoimalla toinen tai kaksi pystysuoraa palkkia laakeripinnan alle. Tai voit laminoida ohuen reunan yhteen tai useampaan palkkiin pituussuunnassa , mieluiten asettaa hieman taaksepäin, jotta sitä ei voi nähdä.
Tätä varten on ehdottoman tärkeää, että palkit liimataan yhteen huolellisesti koko pituudelta.

Erittäin mukava vastaus. Tarkoitatko viimeisessä virkkeessä, että pystysuorat tukipalkit on liimattu yllä oleviin litteisiin tai puhutko litteistä ryhmistä?
@ChristopherCreutzig: Litteiden liimaaminen yhteen auttaa, mutta ei niin paljon kuin tukipalkin liimaaminen alapuolelle. Vakain tapa on "T" -muoto, joka on kuvattu viimeisessä oikealla puolella olevassa kuvassa. 4 tasaisen kappaleen liimaaminen antaa nelinkertaisen lujuuden, mutta alla olevan ** yksittäisen ** tuen liimaaminen lisää saman (eli molemmat yhdessä olisivat 8x ja kahden tukipalkin käyttö antaisi 12x). Tukipalkit ** on ** liimattu koko pituudelle, jotta ne olisivat hyödyllisimpiä, koska se toimii muodossa (h1 + h2) ^ 3 eikä (h1 ^ 3) + (h2 ^ 3).
esitä todisteet väitteen tueksi, että se "tukee kahdeksan aikuista, jotka tanssivat sen päällä ravistelematta".
#2
+14
Doresoom
2015-03-18 19:25:06 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kun määrität minkä tahansa rakenteen kantokykyä, sinun on otettava huomioon useita eri tekijöitä:

  • Hyväksyttävä taipuma
  • Suurin sallittu taivutusjännitys
  • Pylvään puristus- ja vääntymislujuudet

Taipuman laskemiseen @ robin ehdotus Sagulatorin käytöstä on hyvä alku. Sinun ei tarvitse syvällisesti ymmärtää kaikkia kulissien takana tapahtuvia tekniikan käsitteitä saadaksesi 90% vastauksen. Sagulator kirjoittaa vain huonekalujen mitat palkin taipuma -yhtälöksi ja jakaa vastauksen. Nämä yhtälöt perustuvat olettamukseen, että materiaali pysyy elastisuusrajansa sisällä. Voit testata tämän Sagulatorissa syöttämällä 5000 lb: n kuorman 1/2 "paksulle mäntyhyllylle. Esitetty taipuma on suurempi kuin hyllyn pituus, koska yhtälö ei vaikuta materiaalin lopulliseen lujuuteen .

Suurin taivutusjännitys antaa sinun laskea, kuinka paljon huonekalujen lataaminen voi kestää rikkoutumatta. Vaakapalkin suurin kuormitus riippuu span, kuinka kuormitusta käytetään, miten päät tuetaan, materiaali ja poikkileikkausgeometria. Onneksi on olemassa useita online-resursseja, kuten Engineer's Edge ja Engineering Toolbox, joka voi auttaa yleistämisessä, joten sinun ei tarvitse johtaa kutakin ehtoa.

Tasainen kuormitus palkkiin, jolla on kiinteät kiinteät päätyolosuhteet (eli liitokset on liitetty molempiin päihin liimalla tai ainakin useammalla kuin yhdellä kiinnittimellä), suurin taivutusjännitys sijoittuu päihin, suuruudella

sigma = M * y / I

missä

  M on suurin momentti, I on poikkileikkausmomentti areay on etäisyys neutraalista akselista. 

Suorakulmaiselle poikkileikkaukselle, ja I = 1/12 * b * h ^ 3, jossa h on säteen paksuus ja b on säteen leveys. Y on yksinkertaisesti h / 2.

Voit laskea maksimi M: n tällä laskimella.

Suurimman sallitun jännityksen (tai repeämismoduulin) monille puulajeille voi löytää etsimällä Googlesta puumateriaalin ominaisuudet.

Älä unohda tältä osin turvallisuustekijääsi!

Pylvään puristus- ja taivutuslujuudet eivät todellakaan ota huomioon suunnittelunäkökohdat, ellet aio käyttää pitkiä, karan jalkoja. 4x4-jaloilla sinulla ei ole tätä ongelmaa. Ohuemmilla jaloilla voit laskea kriittisen keskitetyn kuormituksen (kohdistettuna jalan akseliin, jalan keskelle) seuraavalla kaavalla:

F = (pi ^ 2 * EI) / (KL) ^ 2

missä

  E on materiaalin kimmomoduuli I on jalan poikkileikkauksen pinta-alan hitausmomentti, K on sarakkeen efektiivinen pituuskerroin, L on tuettu pituus  

Vain pöydän esiliinaan tai penkkisi yläosaan kiinnitetyille tuetuille jaloille K on 2, koska se on olennaisesti kiinteä - vapaa loppukunto. Jalkojen ollessa kytkettynä alaosassa olevaan tukeen, K on lähempänä arvoa 0,5 ja pylvään puristuslujuus on enemmän tekijä.

#3
+11
rob
2015-03-18 10:07:34 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Haluan vain löytää vaakasuoran penkkirungon kantokyvyn käsittelemällä sitä kuin hyllyä ja juoksemalla numerot jonkinlaisen kantavan laskimen, kuten sagulaattorin, läpi. Kantavuus riippuu myös siitä, onko paino enimmäkseen kohti keskustaa vai onko se tasaisesti jakautunut. Ihannetapauksessa laminoisit (liimataan perusteellisesti) useita 2x4-levyjä yhteen vahvan kiinteän paneelin muodostamiseksi penkin yläosaan. Siinä tapauksessa voit käsitellä sitä yhtenä kiinteänä levynä kuormalaskimessasi. Jos et laminoi päällekappaleita yhteen, suoritin laskelmat yhdelle sopivan pituiselle 2x4: lle sekä kertomalla vastauksen 2-4: llä sen mukaan, kuinka monta 2x4: stä mikä tahansa penkillä oleva esine on todennäköinen

Kun lasket kantokyvyn, toinen huomioitava tekijä on teline - tässä tapauksessa todennäköisimmin sivuttaisliike tai heiluminen. Mainitset, että ainoat mekaaniset kiinnittimet ovat nauloja, mutta et mainitse, aiotko käyttää liimaa vai puusepäntyötä. Yläosan jalkoihin kiinnittävät kiinnikkeet auttavat jonkin verran telineitä vastaan, mutta niiden liimaaminen naulaamisen lisäksi voi lisätä telineiden vastusta dramaattisesti. Liimattu kiinnitys- ja kiinnitysliitos penkin eri paikoissa tekisi siitä vielä vahvemman

Kun käytät sagulaattoria, muista ensin asettaa "Hyllyliite" -painike "kelluvaksi". Huomaa myös, että kuormituksen epäonnistuvat arvot perustuvat estetiikkaan (hyllyt ja vastaavat menettävät visuaalisen vetovoiman, kun ne putoavat liikaa), eikä katastrofaaliseen epäonnistumiseen (rikkoutumiseen).
#4
+2
CoAstroGeek
2019-03-25 20:24:43 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Voit aina käyttää Calvin & Hobbes -lähestymistapaa!

enter image description here

#5
  0
Syzygies
2019-03-23 20:34:12 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kun käytät Sagulatoria, muista lisätä nimenomaisesti itse puun paino. Tätä ei ole dokumentoitu, ja Sagulator-palaute on poistettu käytöstä. Voidaan kuitenkin vahvistaa tämä vertaamalla 1 kilon kokonaiskuormitus 2 kilon kokonaiskuormitukseen 120 tuuman jännevälillä, joka on valmistettu 1 "x 12" pähkinästä. (Tämä ylittää varmasti saksanpähkinän joustorajan; virheenkorjaamme yksinkertaisesti työkalun.) Laskettu sag taipuu kaksinkertaiseksi, vaikka itse puu painaa 400 kiloa. Punnan tai kahden lisäämällä pitäisi olla ei-välitön vaikutus; tehokas roikkuminen johtuu itse puun painosta.

Tervetuloa WSE: lle. Tämä on erittäin hyödyllinen havainto, mutta se ei itse asiassa vastaa kysymykseen. Se voitaisiin sijoittaa paremmin kommenttina toiseen vastaukseen, joka käsittelee sagulaattorin käyttöä.


Tämä Q & A käännettiin automaattisesti englanniksi.Alkuperäinen sisältö on saatavilla stackexchange-palvelussa, jota kiitämme cc by-sa 3.0-lisenssistä, jolla sitä jaetaan.
Loading...