Оценка нагруженности и усталостной долговечности сварных подкрановых балок

• Автор: Ли, Марина Леонидовна
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 187 с. : ил.

Введение.

Основные буквенные обозначения величин

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА

1.1. Постановка задачи

1.2. Действительная нагруженность подкрановых балок.

1.3. Методики прогнозирования усталостной долговечности сварных подкрановых балок

1.4. Выводы по главе

1.5. Цель и задачи работы.

2. ВЫБОР РАСЧЕТНЫХ ПРЕДПОСЫЛОК ДЛЯ РАЗРАБОТКИ МЕТОДИКИ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МОСТОВЫХ КРАНОВ С ПОДКРАНОВЫМИ ПУТЯМИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЗДАНИЯ.

2.1. Исследования действительных крановых нагрузок

2.1.1. Исследования вертикальных крановых воздействий

2.1.2. Исследования поперечных горизонтальных крановых воздействий
2.2. Исследования напряженного состояния верхней зоны стенки подкрановой балки
2.3. Исследования напряженного состояния поперечных ребер жесткости
2.4. Исследования напряженного состояния верхней зоны стенки подкрановой балки при работе на подвижную нагрузку.
2.5. Выводы по главе
3. ЧИСЛЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ СТЕНКИ И ПОПЕРЕЧНЫХ РЕБЕР ЖЕСТКОСТИ ПОДКРАНОВЫХ БАЛОК, ВОСПРИНИМАЮЩИХ ВНЕЦЕНТРЕННУЮ КРАНОВУЮ НАГРУЗКУ.
3.1. Постановка задачи
3.2. Исследование влияния шага поперечных ребер жесткости на напряженное состояние стенки подкрановой балки.
3.3 Исследование напряженного состояния стенки и поперечных ребер жесткости при нагружении подкрановой балки подвижной нагрузкой
3.4. Исследование влияния величины выреза в поперечном ребре жесткости на напряженное состояние стенки и ребра
3.5. Исследование напряженного состояния стенки и ребер при отсутствии сварного шва между поперечным ребром жесткости и верхним поясом.
3.6. Выводы по главе
4. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МОСТОВЫХ КРАНОВ С ПОДКРАНОВЫМИ ПУТЯМИ В ОДНОЭТАЖНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЯХ.
4.1. Постановка задачи
4.2. Термины, используемые для разработки численной модели
4.3. Система хранения исходных данных и результатов расчета.
4.4. Методика создания расчетной схемы
4.4.1. Сбор первичной информации.
4.4.2. Обработка первичной информации
4.5. Расчет напряженных состояний подкрановых балок
4.6. Отображение и анализ результатов расчета
4.7. Выводы по главе.
5. РАСЧЕТНАЯ МЕТОДИКА ОЦЕНКИ УСТАЛОСТНОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ СВАРНЫХ ПОДКРАНОВЫХ БАЛОК.
5.1. Постановка задачи.
5.2. Схематизация осциллограмм.
5.3. Формирование блоков нагружения расчетных сечений подкрановых балок.
5.4. Определение усталостных долговечностей сварных подкрановых балок.
5.5. Выводы по главе.
6. ПРАКТИЧЕСКИЙ ПРИМЕР ОЦЕНКИ УСТАЛОСТНОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ СВАРНЫХ ПОДКРАНОВЫХ БАЛОК ОАО ЗМЗ
6.1. Создание расчетных схем.
6.1.1. Сбор первичной информации
6.1.2. Обработка первичной информации.
6.2. Анализ напряженного состояния, нагруженности и усталостной
долговечности подкрановых балок.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
Список использованной литературы


Принадлежность здания к тяжелому режиму работы была осуществлена в зависимости от его назначения по технологическому признаку. Так, в группу зданий с тяжелым режимом работы были отнесены главное здание сталеплавильного цеха, миксерное здание, шихтовый двор, отделение раздевания слитков, скрапоразделочные базы, здание нагревательных колодцев, пролеты складов заготовок и т. Однако, в не было предложено никакой количественной характеристики режима работы. А.Л. Бать в работе 8 предложил количественную характеристику режима работы на основе уравнения кривой Велера, равную
где т напряжения, вызываемые нагрузками нормального рабочего состояния расчетное сопротивление стали число циклов а , т показатель наклонного участка кривой усталости в логарифмических координатах. В работе 8 отмечается, что предложенный параметр, схож с характеристиками, принятыми для оценки режима работы конструкций мостовых кранов. Дополнив список зданиями предприятий различных отраслей промышленности, Бать провел ранжирование зданий с тяжелым режимом работы на три подгруппы в зависимости от показателя режима работы А, В, В. Ранжирование было проведено с учетом экспериментальных данных, полученных для нижних поясов подкрановых балок 7. Экспериментальное изучение режимов эксплуатации подкрановых балок было осуществлено Батем в течении г. Исследования проводились с помощью механических тензометров, которые укреплялись в середине пролета балки на кромке нижнего поясного листа. На каждой балке регистрация напряжений производилась в течении нескольких смен. Примеры полигонов распределения напряжения ах приведены на рис. На рис. Несмотря на то, что большинство полигонов получились одновершинными, их очертания и моды заметно отличаются для подкрановых балок одинаковых по технологии пролетов. Предложения Батя были учтены в СНиП редакции г 3, в котором примерный перечень зданий с тяжелым режимом работы разбит на две группы А и Б. К группе Б были отнесены любые пролеты с мостовыми кранами весьма тяжелого режима работы, а радиус действия режима работы был распространен также и на железобетонные конструкции. Однако, количественный показатель, характеризующий режим работы здания, в явном виде не был внесен и в 3. Коэффициент режима работы Кру количественно характеризующий режим работы здания, был предложен Ю. С. Эглескалном 6, 8, 3. Т i 1 I
Л 1 и г 1
0 0 0 0 0 ктсм Рис. Примеры полигонов распределения напряжения Ох 7. I, число циклов нафужения конструкции при данном спектре напряжений 7 i число циклов разрушения при уровне напряжений огь предел выносливости эквивалентной кривой усталости при базовом числе циклов оэ уровень эквивалентных напряжений. Определение коэффициента Кр по формуле 1. Для этого Ю. С. Эглескалном совместно с Ю. С. Куниным , было произведено экспериментальное изучение процесса нафужения подкрановых балок пролетов основных цехов металлургических заводов. Деформации в расчетных сечениях нижних поясов подкрановых балок измеряли тснзометрическим методом с помощью специального самопишущего прибора. Общая продолжительность регистрации по всем цехам составила более 0 суток. Полученные осциллофаммы позволили характеризовать режимы нафужения подкрановых конструкций как случайные. В результате обработки осциллофамм строились среднесуточные диафаммы напряжений в нижних поясах балок ах. Данные диафаммы, по сути, являются аналогом блоков нафужения. Пример среднесуточной диафаммы для разливочного пролета мартеновского цеха приведен на рис. Установлено, что после двух трехсуточных записей происходит ярко выраженная стабилизация числа циклов появления различных уровней амплитуд ах. Более подробное изучение статистических свойств нафужения подкрановых конструкций производилось в работе Ю. С. Кунина . Анализ распределений амплитуд напряжений ох показал их близость к нормальному закону. Очевидно, что статистические характеристики, полученные для разных цехов, имеют значительный разброс. Также следует отметить, что полученные эксплуатационные напряжения в нижних поясах подкрановых балок значительно меньше, определяемых расчетом на статическую прочность.