Разработка расчетных методов определения напряженно-деформированного состояния крановых металлоконструкций с учетом технологии изготовления

• Автор: Понитаев, Александр Анатольевич
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 250 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. ОСТАТОЧНЫЕ СВАРОЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ И ДЕФОРМАЦИИ В УЗЛАХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ КРАНОВ: МЕХАНИЗМЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ, МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
1.1. Влияние технологических напряжений и деформаций на несущую способность крановых металлоконструкций
1.2. Анализ существующих методов определения НДС элементов крановых металлоконструкций с учетом остаточных напряжений и деформаций
1.3. Особенности проектирования и расчета крановых металлоконструкций различного типа
1.4. Выводы по главе и постановка задач исследований . . .
2. ЧИСЛЕННОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ НАПРЯЖЕННО- ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ УЗЛОВ КРАНОВЫХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ С УЧЕТОМ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
2.1 Метод конечных элементов применительно к решению задачи определения напряженно-деформированного состояния узлов металлических конструкций грузоподъемных машин
2.2 Расчетное определение распределения температуры в сварном
узле крановой металлоконструкции на различных временных этапах .
2.3 Учет упругопластического характера зависимости между напряжениями и деформациями при определении напряженно-деформированного состояния крановых узлов
2.4 Определение полей остаточных напряжений и деформаций для
узла металлической конструкции крана

2.5 Расчёт полей напряжений и деформаций в элементах соединений листовых крановых металлоконструкций
2.6 Выводы по главе
3. ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ УЗЛОВ ФЕРМЕННЫХ КРАНОВЫХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ С УЧЕТОМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ . .
3.1 Учет особенностей расположения сварного узла в ферменной металлоконструкции при определении его напряженно-деформированного состояния
3.2 Моделирование процесса изготовления сложных пространственных узлов металлоконструкции крановых ферм для выявления факторов, влияющих на формирование их напряженно-деформированного состояния (Численный анализ)
3.3 Определение напряжений и деформаций, возникающих при изготовлении и эксплуатации, в типовых узлах металлоконструкции стрелового крана
3.4 Выводы по главе
4. УКАЗАНИЯ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ РАЗРАБОТАННОГО МЕТОДА ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ НДС СВАРНЫХ УЗЛОВ КРАНОВЫХ МК
4.1 Последовательность этапов решения и их особенности при расчетном определении полей остаточных напряжений и деформаций в узлах МКПТМ
4.2 Алгоритм вычисления координат точек графика распределения компонент НДС вдоль произвольной прямой поверхности исследуемого

4.3 Пример численного анализа НДС узла листовой крановой металлоконструкции
4.4 Выводы по главе

5. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

— = Ънч
ей £1

Xя,, - ± я„

= Ин<гу-
(2.15)
—=£я* ■

Для изопараметрических элементов функции формы для интерполяции непрерывной величины и функции преобразования координат одинаковы. Для субпараметрических элементов различны, поскольку при определении непрерывной величины применяется больше узлов, чем при определении геометрии. Значение определителя 11 | в точках интегрирования при численном интегрировании выражения (2.14) вычисляем через подстановку значений точек интегрирования в выражение для матрицы Якоби (2.13).
Производные функций формы в местных координатах получаем применением операции дифференцирования к выражениям (2.7). Производные функций формы по глобальным координатам, входящие в выражение (2.12), определяются через производные функций формы по местным координатам с использованием обозначений (2.10) следующим образом:
(2.16)
В выражении (2.16) матрица, обратная матрице Якоби, определяется выражением:
[Я*] к
я 1 , *-ч. п я.
к] .к

ф А А Ф А А А ск, А Ф Ф А
дп % дП «Г дп % дп % дп % дп %
И 1/1 р
& Ф Ф А да & А А Ф дс ск Ф
дй % Щ Ъ дй ЙГ АГ дй дС дС
И 1 р
Ф А А Ф (к А А А А Ф ф А
дп дй дц % дп дп дп дй дп
(2.17)