Цилиндрический аквариум?
Вот пришла мне на досуге в голову следующая идея. Сделать аквариум следующим образом: стеклянный цилиндр, а там, где шов, приложить на герметике с обеих сторон полоски такого же гнутого стекла шириной в 20 толщин такового. Ну и дно соответственно. А упоминания это заслуживает потому, что согласно школьному курсу физики таким образом можно сделать аквариум, скажем, 2*1 метра (3140 литров) из стекла в 1 (один) миллиметр, а 1*0,5 метра (392 литра) — из 0,3 мм. Причём с самым обычным трёхкратным запасом прочности. Без всяких рёбер и стяжек, что характерно.
Кстати говоря, из оргстекла подобное сделать вовсе элементарно. Ничего гнуть вовсе не надо, попросту берём 2-мм лист, заворачиваем и скручиваем болтами. Дно вырезаем по архимедовой (или логарифмической — по вкусу) спирали (только сначала вырезаем дно, а потом уже делаем боковую стенку по его образу и подобию!), совмещаем, заливаем клеем — и аквариум собственно готов. Дёшево и сердито.
Есть небольшая проблема в месте состыковки боковой стенки со дном — по предварительным оценкам там напряжение порядка в 15 раз больше (в случае 3140 литров из оргстекла), нежели «в открытом поле». Однако, ежели придумать какой-нить достаточно гибкий стык, то проблему можно обойти. Например, в случае со стеклом эту роль может играть герметик в шве. В случае же с оргстеклом я тоже придумал решение, но оно чуть сложнее. Ежели интересует, могу озвучить.
Прошу делиться своими мыслями по этому поводу, а также опытом, ежели таковой имеется.
Я здесь ..уже озвучивал.
По моему, вроде у Архимеда(могу ошибаться) был такой финт — высокая труба(малого диаметра) в бочку вставлена. водой заливается и бочка разваливается. вот так и с этой аквой. круглой
А обьём у трубы. мелочь!
Во..сейчас пролез по Нету, ..это не Архимед, а Паскаль. эти опыты проводил.
Изменено 16.3.09 автор Nic.51
Свой на Aqa.ru, Советник
сообщение Обедающий философ
согласно школьному курсу физики таким образом можно сделать аквариум
1Можно-ли подробнее, хотя -бы в общих чертах , пояснить, как производился рассчет прочности конструкции?
Вас что конкретно интересует? Нагрузка в «чистом поле» считается следующим образом. Мысленно разделяем аквариум на две части вертикальной плоскостью. Замечаем, что на стенки в одной (и соответственно второй) половине действует боковая сила, равная площади сечения, умноженной на давление воды. Таковое давление находим по известной формуле p=ρgh. Далее замечаем, что вся эта сила сдерживается исключительно стенками нашего аквариума, то бишь она распределяется по площади сечения стенок. Итого давление, приходящееся на стенки, будет равно P = p*R/r , где R — радиус аквариума, а r — толщина стенок. Из википедии узнаём прочность стекла — 30 МПа, и исходя из этого получаем допустимую толщину стенок в районе миллиметра для вышеозначенного случая.
Сопряжение же стенки с дном считается чуть посложнее, ежели интересует, завтра напишу.
в т.ч.необходимость 20-кратного усиления прочности шва.
Всё очень просто. У стекла прочность 30 мегапаскалей, а у герметика 1,5-2 мегапаскаля. 20-кратное увеличение — это с запасом.
Но у нас, увы, в школе вашу физику не преподают, извините.
Вот вы же сами меня провоцируете, и сами же меня потом забаните. Но истина — она безразлична к людской власти. Физика здесь самая обычная, и ежели вы её не проходили в школе, забыли либо не умеете/не хотите применять, то сделайте милость, не делайте голословных утверждений. Либо потрудитесь объяснить, что именно в моих расчётах неправильно. Учитывая то, что я таки упомянул о 15-кратном превышении нагрузки в месте сопряжения стенки с дном. Ежели для вас критерием является исключительно практика, то я готов с вами поспорить и собственной персоной сделать трёхтонный аквариум из 1-мм оргстекла. Из аналогичного стекла сделать не берусь в силу большой хрупкости и дороговизны такового.
Изменено 16.3.09 автор Обедающий философ
Свой на Aqa.ru, Советник
Давайте договоримся — я показываю на ошибку. Вы СТАРАТЕЛЬНО думаете. Потом либо признаете что были неправы, либо я вас баню за злостное размещение заведомо неправильной информации.
сообщение Обедающий философ
давление, приходящееся на стенки, будет равно P = p*R/r , где R — радиус аквариума
Давайте договоримся — я показываю на ошибку. Вы СТАРАТЕЛЬНО думаете. Потом либо признаете что были неправы, либо я вас баню за злостное размещение заведомо неправильной информации.
Можете меня банить. Ибо неправы в данном случае вы.
Давление жидкости НЕ ЗАВИСИТ ОТ ДИАМЕТРА сосуда, а зависит от его высоты.
Давление самой жидкости — да. Но в данном случае мы вычисляем давление, приходящееся на стенки аквариума. А оно будет равно силе, растягивающей аквариум, делённой на площадь стенок. А растягивающая сила, в свою очередь, пропорциональна как давлению воды, так и площади поперечного сечения аквариума. Так что можете меня забанить, но всё же подумайте чуть более старательно, нежели вы это обычно делаете.
Бугага.. У вас есть кнопка в минус десять благодарностей? От того, что вы меня поблагодарите, вы не станете более правы.
Изменено 16.3.09 автор Обедающий философ
Мне пришлось принимать участие в построении цилиндрического аквариума, кто из Самары знает. Торговый центр «Аквариум».
Перепробованно было много, в конце-концов остановились на стеклянной трубе, высокого давления. толщина стенок 32мм. и высота — не более предложенной вами. но чисто практически — Разрушаются!
А давление — работает во все стороны, на дно, стенки. поэтому и у Паскаля — бочка разлеталась!
Здесь о давлении. Стоит посмотреть!
Изменено 17.3.09 автор Nic.51
То, что в школьном курсе физики не предусмотрен СОПРОМАТ , готов присягнуть.По существу.Нельзя -ли перейти на более привычные в расчетах единицы допустимых напряжений в кг. на см2?Википедия не очень надежный источник , обычно пользуются техническими справочниками.Так вот, приведенные Вами прочностные характкристики стекла, герметика -это какие- на разрыв, сжатие, срез, кручение?Хорошо бы привести расчет прочности для конкретного случая в цифрах.Каким образом учитывались дополнительные нагрузки , неизбежно возникающие при перекосе и нессиметрии конструкции.Какие при этом принимались исходные данные ?Как выглядет «сварной» шов герметика со стеклом? При Энном количестве слоев работает на срез лишь нижний, или же есть какой-то способ это избежать?Расчет шва сочленения вертикали с днищем на срез.Как он выглядет?Если можно, с цифрами, пожалуйста, Ибо черт прячется в деталях.Как Вы себе представляете технологию изготовления, перевозки и монтажа такой конструкции из силикатного стекла? Каков порядок возникающих при этом напряжений?Как учитывалось то обстоятельство, что вследствие неравномерности нагрузки на стенку по высоте , вызывают сложные внутренние напряжения на изгиб?
Изменено 17.3.09 автор Дина 4385
Свой на Aqa.ru, Советник
сообщение Обедающий философ
Можете меня банить. Ибо неправы в данном случае вы.
Забанить я всегда успею. Но мне хочется дать вам шанс. От бана можете спастись принесением извинений всем участникам форума. Даю сутки.
2All — надеюсь, всем понятно что далее данный топик следует рассматривать только как юмористический?
Свой на Aqa.ru, Советник
Из курса школьной физики мне лично не понятно, почему плоское стекло в 1 мм толщиной при глубине в 1 м ломнет, а гнутое не лопнет. В чем разница?
Но мне хочется дать вам шанс.
Вот мне тоже хочется дать вам шанс. Вы им, правда, доселе не воспользовались. Переборите себя и рассчитайте таки нагрузку, приходящуюся на стенки «бесконечно длинной» трубы радиусом R, толщиной стенок r и давлением p. И приведите здесь свои расчёты. Ежели вы это сделаете, получите результат, отличный от моего, и я не найду ошибки в ваших рассуждениях, я прилюдно извинюсь. Я даже не прошу рассчитывать соединение стенки с дном.
От бана можете спастись принесением извинений всем участникам форума.
В данном случае мне ближе путь Джордано Бруно, нежели путь Галилея.
Из курса школьной физики мне лично не понятно, почему плоское стекло в 1 мм толщиной при глубине в 1 м ломнет, а гнутое не лопнет. В чем разница?
Дело не в том, плоское оно или гнутое, а в том, что в цилиндрическом случае давление воды не изгибает стекло, а только растягивает его.
Мне пришлось принимать участие в построении цилиндрического аквариума,
Может быть, стекло некачественное? Или подложка неровная? Как вы нижний шов делали?
То, что в школьном курсе физики не предусмотрен СОПРОМАТ , готов присягнуть.
Зато в школьном курсе физики есть закон Гука.
Нельзя -ли перейти на более привычные в расчетах единицы допустимых напряжений в кг. на см2?
А сами пересчитать уже не можете? Я вам подскажу. Один мегапаскаль суть приблизительно 10 кгс/см^2.
Википедия не очень надежный источник , обычно пользуются техническими справочниками.
Вы думаете, что составители википедии намеренно указали неверные характеристики стекла? Можно поспорить, что они пользовались теми же справочниками. Так или иначе, ежели найдёте заметно отличающиеся цифры, дайте мне знать.
Так вот, приведенные Вами прочностные характкристики стекла, герметика -это какие- на разрыв, сжатие, срез, кручение?
Это на растяжение. На сдвиг, честно признаюсь, ещё не считал. Буду благодарен, ежели вы это сделаете.
Как Вы себе представляете технологию изготовления, перевозки и монтажа такой конструкции из силикатного стекла?
Из силикатного стекла — это отдельный вопрос. Пока что я себе этого не представлял, но не думаю, что это неразрешимая задача. Давайте пока что остановимся на оргстекле.
Расчет шва сочленения вертикали с днищем на срез.Как он выглядет?
Почему же на срез? Там исключительно растяжение и изгиб. Грубо говоря, представляем стенку как балку на упругом основании, закреплённую на одном конце. А шов будет испытывать почти исключительно растяжение. Конечно, ежели мы клеим стенку вокруг дна, а не на дно.
Каким образом учитывались дополнительные нагрузки , неизбежно возникающие при перекосе и нессиметрии конструкции.
Пока что я над этим не думал. В случае оргстекла думаю, что этим можно пренебречь. Опять же буду благодарен, ежели вы это посчитаете.
Как учитывалось то обстоятельство, что вследствие неравномерности нагрузки на стенку по высоте , вызывают сложные внутренние напряжения на изгиб?
Прочитал. попробую ответить на вопросы адресованные мне.
Дно двойное. внутреннее в трубу, внешнее под трубу. прослойка — герметик.
Стекло было с трубопроводов высоко давления. привозили по моему. с Куйбышев азота, но толщина мм 16, вырвало внизу кусок.
32 мм — по моему, до сих пор стоит.
Теперь немного о изгибах и разрыве.
Сам применяю иногда систему предварительного напряжения стекла, в основном в каркасных аквариумах большой ёмкости.
Вода пытается изогнуть стекло, но только выпрямляет. до нормы, а вот по вашим рассуждениям. любая аква с панорамкой, имеет кучу минусов в прямых стеклах. а стекло панорамное(как сектор цилиндра) это крутой плюс. никаких нагрузок, но практически. это самый крутой минус — слабое звено.Это с практического опыта.
Меня волнует ещё вопрос. что же, все инженера(проектировщики), как аквариумов, так и химики, нефтехимики. и другие —
слабо знают физику. до вас проектировали. блин, толщина стенок реактора 40мм стали, поставили бы стекляшку 0.3мм. и вперёд!
Изменено 17.3.09 автор Nic.51
Дно двойное. внутреннее в трубу, внешнее под трубу. прослойка — герметик.
Может быть, слой герметика надо было потолще? И я бы двойного дна не стал делать. Каким образом произошло разрушение? Можно поподробнее про конструкцию шва? Постамент был достаточно ровный? Кстати, диаметр трубы какой?
То бишь дно отделилось от стенки? Небось герметика слишком мало, а то и попросту труба непосредственно стояла на дне. Тогда как согласно моим расчётам надобно делать слой герметика в несколько миллиметров.
Сам применяю иногда систему предварительного напряжения стекла, в основном в каркасных аквариумах большой ёмкости.
а вот по вашим рассуждениям. любая аква с панорамкой, имеет кучу минусов в прямых стеклах. а стекло панорамное(как сектор цилиндра) это крутой плюс. никаких нагрузок, но практически. это самый крутой минус — слабое звено.Это с практического опыта.
Панорама — это немного другой случай. Здесь мы не имеем полного цилиндра. К тому же, насколько я понимаю, большинство несчастных случаев происходят попросту от некачественного согбения стекла.
Меня волнует ещё вопрос. что же, все инженера(проектировщики), как аквариумов, так и химики, нефтехимики. и другие — слабо знают физику. до вас проектировали. блин, толщина стенок реактора 40мм стали, поставили бы стекляшку 0.3мм. и вперёд!
Так у них небось и давление побольше. У нас давление всего ничего 0,1 атмосферы либо 0,01 мегапаскаля. А вот ваша труба (16 мм) наверняка рассчитана на одну атмосферу. Кстати, бывают ли в природе трубы с более тонкими стенками и где их достают?
Я всё же настаиваю на натурном эксперименте с оргстеклом.
Изменено 17.3.09 автор Обедающий философ
Вы бы, что ли, свои пункты отделяли бы пустыми строками. Читать же невозможно.
Вы ушли от ответа на поставленные вопросы, предоставив возможность считать самому.
Почему же? Я и так уже немало рассчитал. А то, что вы хотите (прежде всего перекос), представляет для меня некоторые трудности в силу того, что я биолог и сопромата у нас вовсе не было. В принципе я могу это сделать, но это потребует несколько большего труда, нежели в вашем случае. Посему я чисто по-человечески попросил вас помочь.
Изучается на 3 курсе ВТУЗОВ в дисциплине СОПРОМАТ. Раздел так и называется :Рассчет тонких оболочек и пластин.
В цилиндрически симметричном случае это ни к чему, ибо нагрузку можно разложить по координатным составляющим, что я и сделал. А в несимметричном случае, как я уже упоминал, мои познания весьма скромны. Но думаю, что с оргстеклом можно пренебречь малыми неровностями постамента.
2.Швы , кроме выполненных встык , работают на срез.Достаточно посмотреть любой учебник по сопромату или справочник сварщика.
Это вы про тот шов, который вертикальный? Здесь я с вами соглашусь. А вот тот шов, который связывает дно со стенкой, работает прежде всего на растяжение.
3Давление воды именно изгибает стенку Представьте себе, что вертикальный цилиндр из резины.Какую он примет форму? правильно -бочкообразную.
Это ежели у нас именно бочка. То бишь присутствуют верхняя и нижняя стенки. А изначально я вёл разговор о бесконечном цилиндре. Так вот, таковой, имеющий диаметр 1 метр и выполненный из оргстекла толщиной 1 мм, увеличивается в радиусе всего на 3 миллиметра. Вы можете сказать — у нас есть нижняя стенка. Но я уже неоднократно говорил — этот случай я рассчитал. Там деформации действительно довольно значительны, но они распространяются только на несколько миллиметров ото дна. Это как раз случай балки на упругом основании. Ежели интересует, могу выписать получившиеся формулы. Ежели очень интересует, могу даже привести ход решения.
Обычные аквариумы , установленные с уклоном, лопаются.
Я уже говорил про это. Я был бы безмерно благодарен, ежели бы вы мне сказали, как это считать.
5.При чем тут конус?Ввиду изменения гидростатической нагрузки по высоте цилиндра , разные его участки нагружены по-разному, что , ввиду хрупкости стекла надо учитывать в рассчетах
Вот именно при этом. Давление, как известно, пропорционально высоте. Отсюда, стало быть, и увеличение радиуса также пропорционально высоте.
Вы правы в одном : некий , абстрактный , идеально изготовленный и строго вертикально установленный цилиндр (но не с тонкой стенкой) , будет испытывать те нагрузки, которые посчитали.
Ну хоть на этом спасибо.
Почему же не с тонкой стенкой? Коли уж он всё равно идеальный.
ВИКИПЕДИЯ-созданная на общественных началах полу-художественное, полу-популярное издание, изменения в которую могут вносить все, кому не лень.Тексты и информация никем не проверяется и не корректируется .Редколлегия предупреждает, что ответственности за достоверность информации не несет.
Завсегда можно проверить путём поиска в поисковике. Или поисковикам/интернету вы тоже не доверяете? А почему вы тогда решили, что справочникам можно доверять? В справочнике тоже небось написано, что вся юридическая ответственность за результаты использования справочника лежит на пользователе.
А для того чтобы понять физику процесса — представьте себе полоску стекла грубо: 5Х50Х500 с подвешенным к ней грузом в 10кг — наверняка выдержит (растяжение), а потом кладём эту полоску плашмя с подставками по краям и приложим небольшое усилие в центре, я думаю лопнет при грузе менее 3кг (сгиб). К сожалению — недосуг считать точно, но я думаю принцип понятен.
