在分析风荷载时,我应该如何计算空心结构的质心?


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我试图解决以下问题:

具有圆锥形截头形状的砖石烟囱高25米。   顶部的外径和底部的内径   是2米。烟囱底部厚0.5米。如果重量的话   烟囱是1800 kN,找到可能的均匀水平风压   按照烟囱每单位投影面积的烟囱行事   只是避免在基地张力。

我使用的是等式:

$$ \ mathrm {Centroid}(\ bar {y})= \ dfrac {A_ {1} y_ {1} + A_2y_ {2}} {A_ {1} + A_ {2}} $$

其中$ A1 $和$ A2 $是下图中的阴影区域。观察到物体是烟囱,因此在中心部分是空心的;我们并没有把这个领域加起来。

Cross-sectional diagram of the chimney with the area on the left marked A1 and the area on the right marked A2

质心变成:

$$ \ bar {y} = \ dfrac {(\ dfrac {1} 2 * 0.5 * 25)* \ dfrac {25} 3 +(\ dfrac {1} 2 * 0.5 * 25)* \ dfrac {25} 3 } {(\ dfrac {1} 2 * 0.5 * 25)+(\ dfrac {1} 2 * 0.5 * 25)} $$

$$ \ bar {y} = 8.333 $$


但是,我在CAD中创建了一个固体烟囱的3D模型,发现质心为8.035,与我计算的质心不匹配。它接近8.333但与我的$ \ bar {y} $不完全相同。

当我计算总风压时,我应该使用哪个质心?我是从2D横截面手动计算得到的,还是我在3D模型中用CAD生成的那个?

CAD生成的质心用于3D实体,$ \ bar {y} $计算用于该中心部分。

Answers:


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我相信您在构建CAD模型时引入3D方面,并尝试使用2D计算手动确定答案,从而使您自己感到困惑。 由于音量与某个区域不同,这会扭曲您的答案。

我希望这有助于推动你朝着正确的方向前进


我知道唯一的区别是考虑到2d形状/ 3d实体。我的问题是在这种背景下必须考虑哪个质心?我的教授。刚刚告诉我风力作用于投影面积而不是曲面区域。但怀疑仍然存在
Fennekin

@Fennekin - 你的教授是对的。考虑一个T形截面,其风垂直于法兰和法兰侧。在作用于该部分的风力方面,网络有多大,或网络是否为中心,这有什么关系? (作为进一步说明:外部面部的区域项目很重要。我假设外部面部中间没有洞?那么为什么问题中的图片中间有一个洞?)
AndyT

因为我在中间显示部分
Fennekin
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