Пример 7. Сваливание (опрокидывание) элементов.

Сваливание (опрокидывание) элементов.

Высокие элементы (опоры ЛЭП, краны с башнями и стрелами, мачты, высокие станки и приборы и т.п.) могут быть свалены или опрокинуты ударной волной.

На элемент действует сила смещения. Моменты силы смещения противодействуют моменты силы тяжести и сил крепления Q. (Рис 1) Условием сваливания для незакрепленных элементов будет превышение момента силы смещения над моментом силы тяжести:

P_см в > Ga или P_см > Q,

где в - плечо аэродинамической силы смещения; Q – плечо силы тяжести. Подставив значение P_см из выражения F_тр £ P_см G_xSP_ск здесь F_тр = f G, гдеf- коэффициент трения (дан в таблице 18), G – вес предмета, получим скоростной напор, при котором произойдет сваливание элемента, C_x- коэффициент аэродинамического сопротивления (табл. 19) = 1,6.

P_ск ≥ * .

Условием сваливания для элементов сложной конфигурации и закрепленных на фундаментах и различного рода подставках будет превышение силы смещения над моментами силы тяжести и сил крепления.

P_см в ≥ + Qa,

где в - плечо аэродинамической силы смещения Р_см; а - плечо силы крепления Q; – плечо силы тяжести.

В этом случае некоторую трудность будет представлять наложение плеча силы смещения, точка приложения которой находится прмерно в центре давления площади S силуэта сваливаемого предмета. Если известна площадь Si каждой части предмета и высота центра тяжести этой площади biотносительно основания, то плечо в силы Pсм приближено определяют по формуле:

B = .

Пример: Определить избыточное давление во фронте ударной волны, при котором блок программного устройства, установленный на ровной поверхности, будет опрокинут.

Вес прибора 250 Н, высота 40см, длина 20см, ширина 20см, центр тяжести и центр давления силы смещения в центре прибора.

Решение: по формуле (2) для площади поперечного сечения S=0,2*0,4=0,08м2, определяем:

P_ск ≥ - = 980 н/м^{2 ≈}1 КПа

При этом скоростном напоре или избыточном давлении во фронте ударной волны 17кПа (см. таблицу 17) прибор будет опрокинут.

Таблица 17 - Скоростной напор и избыточное давление

Избыточное давление кПа	Скорость	Плотность частиц воздуха, кг/м^3	Давление
Фронта м/c	Частиц воздуха, м/c	скоростного напора, КПа	во фронте отраженной волны, КПа
			12,9
		2,3	1,30	0,0035	2,0
		22,3	1,38	0,35	20,8
		43,2	1,46	1,37	43,8
		62,3	1,54	3,04	67,3
		80,5	1,63	5,34
		97,5	1,70	8,23
		113,7	1,78	11,7
		143,7	1,93	20,3
		171,0	2,04	30,9
		196,7	2,2	43,4
		220,4	2,34	57,7
		242,7	2,46	73,6
		263,6	2,58	91,1
		283,6	2,69
		371,1	3,18
		444,5	3,59
		508,7	3,94

По скоростному напору, найденному из формулы (2) или таблицы 17 можно определить избыточное давление во фронте ударной волны, при котором произойдет смещение предмета.

Таблица 18 – Коэффициент трения

Наименование трущихся материалов	Коэффициент трения
Коэффициент трения скольжения
Стали по стали	0,16
Металла по линолеуму	0,2-0,4
Металла по дереву	02,-05
Резины по твердому грунту, линолеуму	0,4-0,6
Резины по дереву	0,5-0,8
Дерева по дереву	0,2-0,5

Окончание таблицы 18

Коэффициент трения качения
Стального колеса по: - рельсу	0,05
- Кафельной плитке	0,1
- Линолеуму	0,15-0,2
- Дереву	0,12-0,15

Таблица 19 –Коэффициент аэродинамического сопротивления

Форма тела	Gx	Направление движения воздуха
Параллелепипед, имеющий квадратную грань и длину, равную утроенной стороне квадрата	0,85	Перпендикулярно квадратной грани
Куб	1,6	Перпендикулярно грани
Диск	1,6	Перпендикулярно диску
Пластина квадратная с толщиной, равной 1/5 стороны	1,45	Перпендикулярно пластине
Цилиндр h/d =1 h/d=4 h/d=9	0,4 0,43 0,45	Перпендикулярно оси цилиндра h - высота,d- диаметр цилиндра
Сфера Полусфера	0,25 0,3	Параллельно плоскости основания полусферы
Пирамида с квадратным основанием	1,1	Параллельно основанию и перпендикулярно грани основания.

Таблица 20

Параметры	Варианты задачи №7
Вес прибора	250H	300H	200H	180H	220H	190H	150H	320H	100H	280H
Высота	40см	50см	35см	45см	55см	25см	48см	60см	58см	70см
Длина	20см	30см	25см	35см	40см	90см	28см	45см	50см	70см
ширина	25см	35см	30см	40см	45см	85см	32см	48см	55см	65см

Список литературы

1. Атаманюк В.Г. Гражданская оборона. – М.: Высшая школа, 1986 – 207 с.

2. Боровский Ю.В. Гражданская оборона. – М.: Просвещение, 1991 – 223 с.

3. Демиденко Г.П. Защита объектов народного хозяйства от оружия массового поражения. – М.: Высшая школа. Головное издательство 1989 – 287 с.

4. Журавлев В.П. Защита населения и территорий в чрезвычайных ситуациях. – М.: Издательство ассоциации строительных вузов, 1999 – 369 с.

Содержание

1. Введение
2. Приведение уровней радиации к одному времени
3. Очаг поражения при наводнении…
4. Очаг поражения при землетрясений…
5. Очаг химического заражения…
6. Комплексная задача по оценке обстановки при землетрясений…
7. Сваливание (опрокидывание) элементов…
Список литературы

Дата добавления: 2015-07-15