Совершенствование конструктивно-технологических решений шарнирных соединений автодорожных мостов

• Автор: Сухов, Игорь Сергеевич
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 137 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Современное состояние вопроса краткий аналитический обзор.

1.1 Научные исследования

1.2 Практика проектирования, строительства и эксплуатации

1.3 Цель и задачи диссертационной работы.

1.4 Методы исследования

Глава 2. Теоретическое исследование напряженнодеформированного состояния шарнирного соединения

2.1 Приложение метода кривого бруса к оценке напряженно

деформированного состояния элементов в виде проушин соединяемых

шарниром.
2.2 Приложение метода конечных элементов МКЭ к оценке напряженно деформированного состояния шарнирного соединения исходные предпосылки
2.3 Исследование напряженнодеформированного состояния соединения при плотном положении шарнира в отверстии.
2.4 Исследование напряженнодеформированного состояния соединения при неплотном положении шарнира в отверстии.
2.5 Выводы по главе 2
Глава 3. Экспериментальные исследования
3.1 Планирование эксперимента
3.2 Анализ напряженнодеформированного состояния масштабной модели проушины из оргстекла.
3.3 Результаты испытания опытных образцов
3.4 Выводы по главе 3.
Глава 4. Адаптация свойств современных конструкционных
материалов к шарнирным соединениям мостов
4.1 Физикомеханические и сварочнотехнологические свойства проката толстолистового для конструкций обычного и северных исполнений
4.2 Физикомеханические свойства проката сортового и поковок для шарниров.
4.3 Выводы по главе 4
Глава 5. Техникоэкономическая эффективность работы.
Основные выводы
Список литературы


Экспериментальные исследования, выполненные в последующие годы многими учеными [, , , , , , , , , , 4], подтвердили правомерность теоретических решений Г. Гертца. Большой вклад в оценку напряженного состояния элементов шарнирных соединений в виде “проушин” внес Ф. Блейх [4] на основе теории расчета кривых брусьев [] по уравнениям Мюллера-Бреслау. Предложенная Ф. Блейхом расчетная схема проушин поясняется на рис. Ь(р, а усилие Р в стержне проушины распределено равномерно. Рис. Расчетная схема “проушины” но Ф. Блсйху [2]. Ф. Блейх критически относился к решению задачи и считал его приближенным в силу отмеченных выше условных предпосылок и конкретное проектирование, шарнирных соединений рекомендовал сопровождать дополнительно экспериментальными исследованиями. Например, он осознавал, что около отверстия имеется всегда значительная концентрация нормальных напряжений, которые он рекомендовал воспринимать кольцевыми компенсаторами напряжений, что существенно снижало технологичность конструкции. Следует отметить, что в нашей стране теория расчета кривых брусьев разработана и основательно изложена, например, в работе A. B. Даркова и Г. С. Шпиро []. Большой научный и практический интерес представляет работа H. A. Нивина- [], в которой рассмотрены результаты экспериментальных исследований шарнирных соединений с неплотным положением шарнира в отверстии в сборно-разборных автодорожных пролегных строениях, предназначенных для временного и краткосрочного восстановления мостов. В- данном случае неплотное положение шарнира в отверстии (за счет разницы диаметров) обусловлено условиями обеспечения сборки и разборки конструкции. Установлено, что характер напряженно-деформированного состояния в соединяемых элементах при плотном и неплотном положении шарнира принципиально отличается, а именно наибольшая концентрация напряжений при неплотном положении шарнира наблюдается в. Концентрация напряжений возрастает при этом по мере увеличения разницы диаметров отверстия и шарнира. Подтвердить эти данные теоретическими исследованиями H. A. Нивину не удалось. Экспериментами получен убедительный вывод, что область работы шарнира должна ограничиваться упругой работой материала, в противном случае резко ухудшатся условия сборки и разборки соединений. На основе результатов экспериментальных исследований H. A. Нивина в работе [] предложены формулы расчетных проверок прочности шарнирных соединений сборно-разборных конструкций мостов. Теоретические и экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния зон соприкосновения двух цилиндрических тел в шарнирных соединениях позволили применительно к различным временным периодам и используемым в них конструкционным материалам (для шарнира и соединяемых элементов) получить сначала допускаемые и затем расчетные сопротивления материалов (после перехода к расчету мостов по методике предельных состояний) [-]. RCd как производные от нормативных и расчетных сопротивлений Ry и с учетом коэффициентов надежности для конкретных материалов Ут . Очевидно, что указанные расчетные сопротивления являются функциями от технических параметров применяемых конструкционных материалов. В ряде работ [, , , ] даны отдельные формулы расчетной проверки прочности контактов шарнирных соединений. Я0 - расчетное сопротивление металла при действии осевых сил. Здесь же указывается, что действующими нормативными документами расчетное сопротивление ЯС(/ при свободном касании цилиндрических поверхностей не нормируется. Очевидно, что 0,1(о Ф Я1р = 0,5Ли/1 / ут по []. Эти данные свидетельствуют о том, что научные исследования по шарнирным соединениям находятся в постоянном развитии, а Яы требует солидного обоснования. Для элементов конструкций мостов соединяемых шарнирами большое научное значение имели работы по теории упругости и пластичности, направленные на исследование напряженно-деформированного состояния пластин [2, 3, 8, , , , , , , 1], особенно работы по исследованию напряженно-деформированного состояния пластин около круговых отверстий [8, , , , 1].