Выносливость металлических подкрановых конструкций при тяжелом режиме циклических нагружений

• Автор: Кузьмишкин, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 187 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ

ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПОДКРАНОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ

1.1. Усталостные разрушения в подкрановых конструкциях

1.2. Анализ конструктивных форм нижнего пояса подкрановоподстропильных ферм с учетом их долговечности.

ф 1.2.1. Схемы подкрановых конструкций и сечения

элементов.

1.3. Особенности работы подкрановоподстропильных ферм

1.4. Пути повышения долговечности нижнего пояса подкрановоподстропильных конструкций .

1.5. Тенденции развития подкрановых конструкций.

1.6. Цель и задачи исследования.
Глава 2. ПОВЫШЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ И РАБОТОСПОСОБНОСТИ ПОДКРАНОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЗА СЧЕТ ПЕРЕХОДА К РЕЛЬСОБАЛОЧНЫМ КОНСТРУКЦИЯМ .
2.1. Рельсобалочная конструкция с двумя арочными трехглавыми рельсами
2.1.1. Особенности методики расчета рельсобалочной
конструкции.
2.2. Сортамент эффективных эллиптических профилей
2.3. Трубчатые, овальные в сечении рельсобалочные конструкции для среднего ряда колонн
2.3.1. Рельсобалочная конструкция трубчатого составного сечения
2.3.2. Рельсобалочный блок конструкций.
Выводы по главе 2.
Глава 3. ПОДКРАНОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ ДЛЯ ПРОЛЕТОВ
ЗО.,. м
ф 3.1. Особенности подкрановых конструкций,
перекрывающих пролеты до . м
3.2. Подкрановоподстропильные фермы и их недостатки
3.2.1. Характерные усталостные трещины в подкрановоподстропильных фермах.
3.3. Моделирование силового сопротивления подкрановой конструкции подвижными воздействиями, бегущими вслед
за колесами кранов.
3.3.1. Методика расчета подкрановоподстропильной конструкции овальной в сечении
3.4. Подкрановоподстропильная балка с нижним поясом из симметричной пары рельсобалочных конструкций.
3.5. Повышение выносливости подкрановых конструкций
Выводы по главе 3.
Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ПОДКРАНОВОЙ КОНСТРУКЦИИ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПОДВИЖНЫХ СОСРЕДОТОЧЕННЫХ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ И ВЕРТИКАЛЬНОЙ СИЛ И КРУТЯЩИХ МОМЕНТОВ
4.1. Цель и задачи экспериментального исследования.
4.2. Стенд для испытаний рельсобалочной конструкции
на выносливость
4.3. Экспериментальные модели рельсобалочных конструкций .
4.4. Испытание рельсобалочных конструкций на выносливость .
4.4.1. Методика испытаний рельсобалочных конструкций на выносливость.
4.4.2. Результаты испытаний рельсобалочной конструкции
на выносливость.
ф Выводы по главе 4
Глава 5. ЭФФЕКТИВНЫЕ СПОСОБЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРОЕКТНОГО ПОЛОЖЕНИЯ И ПОВЫШЕНИЯ ВЫНОСЛИВОСТИ ПОДКРАНОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ
5.1. Увеличение работоспособности за счет рихтовки
ф 5.1.1. Рихтовка разрезных подкрановых балок.
5.1.2. Рихтовка каркаса здания при помощи фундамента макрорегулятора.
5.2. Соединение рельсов с трубчатым поясом подкрановоподстропильной балки
5.3. Узел упругого соединения трехглавого рельса
с подкрановой балкой
5.4. Мостовые краны
5.5. Управление динамическими воздействиями
посредством изменения конструкции кранов.
5.6. Основы экономики стальных подкрановых конструкций
5.6.1. Мероприятия по снижению стоимости стальных
подкрановых конструкций
Выводы по главе 5
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Разрушения в балках возникают от усталости в подрсльсовой зоне. Усталостные разрушения вызывают подвижные, циклические воздействия от колес крана. Выносливость зависит от числа циклов нагружений и величины воздействий Р9 Т и Мкр от колес мостовых кранов. Несмотря на это, в настоящее время расчету на выносливость уделяется мало внимания. Усталостное разрушение происходит вследствие накопления дислокаций при каждом загружении и концентрации их около стыков зерен с последующим скоплением в большие группы, что способствует разрыхлению металла в этом месте и, наконец, образованию трещины, которая, развиваясь, приводит к зарождению усталостной трещины. При каждом нагружении деформации в поврежденном месте нарастают. Линии разгрузки не совпадают с линиями нагрузки, образуя петли гистерезиса 8, см. Площадь петли характеризует энергию, затраченную при каждом цикле нагрузки на образование новых несовершенств в атомной структуре и дислокаций. В начале образования усталостной трещины металл в этом месте как бы перетирается, образуя, гладкие истертые поверхности, затем трещина быстро развивается и происходит разрыв изделия без перетирания. Таким образом, поверхность излома при усталостном разрушении имеет две характерные области гладкую истертую при образовании усталостной трещины и зернистую при окончательном отрыве 8, рис. Помимо числа циклов загружения выносливость зависит от вида нагружения. Вид нагружений характеризуется коэффициентом асимметрии р ТтСпш по касательным напряжениям. В нашем случае сильнейшее влияние на предел выносливости оказывает концентрация напряжений достаточно в полосе просверлить отверстие, как предел выносливости заметно снижается 8, рис. Особенно резко снижается предел выносливости при большем значении коэффициента концентрации, например, около начала флангового шва, где предел выносливости снижается при р 1 до МПа 8, рис. Мы рассматриваем возникновение усталостных трещин при числе циклов нагружения от до . К настоящему времени создано значительное количество технических решений, направленных на повышение ресурса работы элементов системы кран подкрановый путь. Многие из них зарегистрированы как изобретения. Повышение степени динамичности есть общая тенденция развития технических систем, характеризующая направление совершенствования. Классификационный ряд с повышенной долговечностью образуют решения, главной чертой которых является повышенная жесткость верхнего пояса на кручение. Данные решения представляют собой одну из первых попыток улучшить конструктивную форму балки с целью избежания усталостных трещин в верхней зоне стенки. Внедрение соединений на болтах с гарантированным натягом и полых заклепках с замыкающим сердечником исключающих сдвиг, открыло много новых возможностей для создания надежных конструкций в условиях циклического нагружения. Классификационный ряд с повышенной долговечностью образуют решения подкрановых балок, главной чертой которых является повышенная податливость в вертикальном направлении. Это достигается увеличением длины распределения локальных напряжений от колес кранов и, как следствие, их уменьшением максимального значения. Наиболее последовательно эта идея разрабатывается в работе Нежданова К. К. 9,. Усложнение конструкции должно сопровождаться оправданным увеличением ресурса требование повышения идеальности. Для облегчения условий работы элементов системы необходимо стремиться к созданию приспосабливаемых систем требования повышения динамичности. При этом необходимо осуществлять выравнивание податливости элементов пути. Стремиться к изготовлению равнонадежной, равновыносливой конструкции подкранового пути, а так же работать над созданием более ремонтопригодных и живучих основных элементов системы. Значительное повышение ресурса верхней зоны стенки подкрановых балок достигается применением прокатных профилей и соединений на болтах с гарантированным натягом и полых заклепках с замыкающим сердечником . В процессе компоновки конструкций производственных зданий крановый рельс иногда более удобно расположить у нижнего пояса подкрановой балки.