Прогнозирование повреждаемости верхней зоны стенки эксплуатируемых сварных подкрановых балок интенсивной нагруженности

• Автор: Сердюк, Вячеслав Викторович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 181 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Напряжнное состояние и сопротивление усталости

Л подкрановых балок

1.2. Экспериментальные исследования усталостной прочности

и долговечности сварных балок.

1.3. Повреждения подкрановых балок в условиях эксплуатации

и факторы, вызывающие эти повреждения.

1.4. Основные выводы, цель и задачи исследования.

Глава 2. МЕТОДИКА НАКОПЛЕНИЯ И АНАЛИЗ СТАТИСТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ПО УСЛОВИЯМ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ПОВРЕЖДАЕМОСТИ ПОДКРАНОВЫХ БАЛОК.
2.1. Методика сбора статистической информации
2.2. Критерии формирования и анализ статистической выборки.
2.3. Анализ факторов, влияющих на долговечность подкрановых балок
2.3.1. Факторы, отражающие собственные параметры конструкции подкрановых балок
2.3.2. Факторы, характеризующие внешние воздействия.
2.4. Характер распределения усталостных трещин по длине верхней зоны стенки подкрановых балок.
2.5. Выводы по главе.
Глава 3. МНОГОФАКТОРНАЯ МОДЕЛЬ ПОВРЕЖДАЕМОСТИ ВЕРХНЕЙ
ЗОНЫ СТЕНКИ СВАРНЫХ ПОДКРАНОВЫХ БАЛОК
3.1. Выбор параметров повреждаемости верхней зоны стенки.
3.2. Интервалы варьирования и нулевой уровень исследуемых факторов.
3.3. Исследование значимости факторов, влияющих на повреждаемость верхней зоны стенки.
3.4. Проверка адекватности и интерпретация модели.
3.5. Выводы по главе
Глава 4. ПОВЫШЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ СВАРНЫХ ПОДКРАНОВЫХ
БАЛОК ИНТЕНСИВНОЙ НАГРУЖЕННОСТИ.
4.1. Предельно допустимая длина усталостных трещин в верхней зоне стенки подкрановых балок
4.2. Выбор способов повышения долговечности подкрановых балок
4.3. Прогнозирование повреждаемости и долговечности подкрановых балок пролта АБ Листопрокатного цеха 3 ОАО Новолипецкий металлургический комбинат.
4.3.1. Исходные данные
4.3.2. Прогнозирование повреждаемости верхней зоны стенки.
4.3.3. Расчт предельно допустимой длины усталостной трещины
4.3.4. Повышение долговечности верхней зоны стенки
4.4. Рекомендации по проектированию и эксплуатации подкрановых балок интенсивной нагруженности
4.5. Выводы по главе.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Этим многие годы занималось большое количество учёных, проводилось значительное количество экспериментов. Рассмотрим результаты этих исследований применительно к выносливости и долговечности подкрановых балок. В г. М.М. Крайчик [] провёл испытание циклической нагрузкой на базе 2-Ю6 циклов 2-х серий сварных балок, отличающихся между собой только способом обработки сварных швов. Обработка сварных швов бойком с помощью пневмомолотка привела увеличению предела выносливости на %. В - г. Л.С. Довженко. Е.Е. Кочергова (ЦІІИИСК им. Кучеренко) [, , , ] провели испытания моделей балок на циклическую нагрузку. Установлено: 1. Появление усталостных трещин зависит от величины эксцентриситета: при прочих равных условиях при е=8; мм трещин не было; при е=мм получены усталостные трещины. Изменение сечений верхнего и нижнего участков сварной балки, толщины стенки, замена верхнего участка стенки уголком существенного влияния на увеличение выносливости не оказали. Одна из балок с частым расположением рёбер жёсткости (<3=0мм) выдержала в четыре раза большее количество циклов чем аналогичная без рёбер жёсткости. Частичное усиление стенки балок короткими рёбрами жёсткости приводит к перемещению концентраторов напряжений, но не к их устранению. Балки с полным проплавленисм поясного сварного шва выдержали большое (2,-6 циклов) количество циклов без разрушения при напряжениях в стенке, превышающих предел текучести. В г. О.В. Блоджетт (Канада) [] провёл испытание пульсирующим циклом на базе 2-Ю6 циклов трёх серий балок, отличающихся между собой расположением сварных швов при варке рёбер жёсткости. Две сосредоточенные силы прикладывались по схеме чистого изгиба с расстоянием между ними 0 мм. Под каждой силой устанавливались рёбра жёсткости. Установлено: 1. Самый низкий предел выносливости имели балки с рёбрами, приваренными к стенкам и обеим полкам. Чем короче сварные швы, прикрепляющие рёбра жёсткости, тем выше предел выносливости. В г. X. Розенкранц [] испытал сварные двутавровые балки на циклическую нагрузку (с обычными стыками - балок, с 2-образными стыками - балок, р=0,2). Балки со сварными с г-образными стыками обладали в 2-3 раза большей долговечностью, чем балки с обычными стыками. В г. И.Е. Спенглер. С.М. Ролов (Днепропетровский филиал Проект-стальконструкции) [2] провели испытание сварных балок на специальной гидравлической установке (вибраторе). Установлено: 1. Основными причинами появления продольных усталостных трещин в стенках балок является внсцен-тренная повторно-переменная нагрузка и дефекты изготовления (неировары, подрезы). При испытаниях на открытом воздухе зимой (К0°С) усталостные трещины появились раньше. Суммарные напряжения сжатия в стенке со стороны эксцентриситета вызывают пластические деформации, в то время как пояса работают упруго. При изменении направления загружения в результате отпора пояса в стенке появляются растягивающие усилия, что приводит к образованию продольных трещин. При е~ мм усталостные трещины появились в поясах при более чем 2-Ю6 циклах. В случае усиления поясов наклонными листами усталостная прочность возрастала, что рекомендовано как временная мера для продления срока службы подкрановых балок. В г. А.Б. М. Брайтвайт (Англия) [] провёл испытание пульсирующим циклом на базе 2-Ю6 циклов двутавровых балок с рёбрами жёсткости, приваренными прерывистыми швами (шпонки по мм). Нагрузка создавалась двумя силами изгиба по схеме чистого изгиба на расстоянии 0 мм от середины пролёта. Обработка сварных швов дробью привела к увеличению предела выносливости на %. В г. Г.Б. Бебнева (МИСИ им. Куйбышева) [7] провела испытание предварительно напряжённых балок циклической нагрузкой. Установлено: 1. Знакопеременность напряжения, возникающая в балках вследствие создания в них предварительного напряжения, не оказала влияния на вибрационную прочность балок. Разрушение происходило в местах наибольшей концентрации напряжений, аналогично балкам без предварительного напряжения. Во многих балках (6 балок) разрушение происходило у сварного шва крепления анкерного узла. В г. Мюнзе (Иллинойский университет.