Me encargaron resolver este problema en el trabajo ya que no tenemos soportes para bobinas y compramos 140 bobinas y necesitamos apilarlas lo antes posible. Las empresas que fabrican los soportes de almacenamiento tienen pedidos pendientes desde hace varias semanas y nadie está dispuesto a compartir la responsabilidad de esta tarea. ¡Seguridad primero!
Dado: 15 bobinas de acero apiladas en 3 filas de alto (6 en la parte inferior, 5 en el medio, 4 en la parte superior). Cada uno pesa 10.000 libras (4,5 toneladas métricas) como máximo (8500# para la mayoría), tiene un ID de 20" y una longitud de 60". Algunos cálculos rápidos mostrarán que el diámetro exterior será de 32 a 33 pulgadas.
Encuentre: Todas las fuerzas de reacción en la parte inferior para los siguientes 2 escenarios: 1) Solo hay 2 soportes laterales en la base a cada lado de toda la pila. 2) Cada bobina tiene su propio soporte lateralmente.
Esta pregunta se vuelve bastante compleja cuanto más se investiga. Comencé con una sola bobina superior y la geometría haría que la fuerza normal actuara a 30 grados de la vertical y a 60 grados de la horizontal, por lo que . Entonces N=5773.5 lbf yendo a la segunda fila. Aquí es cuando se vuelve confuso y me gustaría recibir información sobre la mejor manera de hacerlo. Estaba tratando de imaginar la posibilidad de un método de enfoque de tipo articular. Iba a seguir adelante y solo mirar un diagrama de cuerpo libre de cada bobina de forma independiente.
Creo que este es un sistema estáticamente indeterminado , similar a Estimar la fuerza de reacción en cada pata de una mesa de 4 patas .
Mirando la pirámide en su conjunto, hay 6 puntos de contacto con el suelo y 2 con los soportes laterales. Entonces, asumiendo que estas reacciones son solo normales, hay r = 8 reacciones externas. Considerando la estructura como una armadura, hay j=15 nudos ym=30 miembros. Así r+m=38 que excede 2j=30. Entonces la armadura es estáticamente indeterminada. (ver http://www.ae.msstate.edu/vlsm/truss/ .)
La indeterminación surge debido a la naturaleza ideal de la armadura, por ejemplo, miembros que son perfectamente rígidos, inextensibles. Una forma de romper la indeterminación es tener en cuenta las fuerzas y deformaciones internas, como con la mesa de 4 patas. En una armadura o pirámide real de bobinas, habrá alguna deformación en la forma, debido a las fuerzas entre las bobinas, lo que altera las fuerzas y los ángulos en la estructura y conduce a valores definidos para las reacciones externas. Pero incluso si conocemos las leyes de la fuerza interna, se convierte en un problema muy difícil, que requiere una computadora o una hoja de cálculo.
Si apila las bobinas como sugiere, quizás lo mejor que pueda hacer es suponer que el peso total se distribuye de manera aproximadamente uniforme entre las 6 bobinas en la capa más baja. No es probable que esta estimación se aleje de los valores reales.
usuario108787
Roberto
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Juan Alexiou
jerbo sammy