Работа фрикционных соединений металлических мостов

• Автор: Клюкин, Антон Юрьевич
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 226 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО БОЛТОВЫМ ФРИКЦИОННЫМ СОЕДИНЕНИЯМ МОСТОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ

1.1. Принципы расчта фрикционных соединений на высокопрочных.болтах

1.2. Работа фрикционных соединений на высокопрочных болтах.

1.3. Прочность фрикционных соединений

1.4. Цели и задачи исследования

2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ФРИКЦИОННЫХ БОЛТОВЫХ

СОЕДИНЕНИЙ

2.1. Модель с сосредоточенными упругими связями

2.2. Расчет соединений с накладками по модели с сосредоточенными связями .

2.3. Модель с равномерно распределнными связями.
2.4. Расчт фрикционных болтовых соединений с использованием метода конечных элементов.
2.5. Анализ результатов расчта фрикционных соединений. Заключение по представленным моделям.
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФРИКЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ В ОБЛАСТИ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО СДВИГА.
3.1. Методика и результаты экспериментов по определению жссткостных характеристик болтовых фрикционных соединений в зависимости от обработки поверхности и работы соединения растяжение, сжатие.
3.2. Методика и результаты экспериментов по определению жесткостных характеристик болтовых соединений в зависимости от толщины соединяемых листов.
3.3. Методика и результаты эксперимента по определению усилий в листах
многорядного болтового фрикционного соединения
3.4. Методика и результаты натурного эксперимента по определению усилий в многолистовом фрикционном соединении
4. ЖСТКОСТЬ БОЛТОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
4.1. Определение характеристик упругой стадии в работе многорядного болтового соединения
4.2.Жсткость узлов металлических мостов
4.3. Определение жсткости соединения, работающего на растяжение сжатие

5. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ УЗЛОВ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МОСТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОДЕЛИ ФРИКЦИОННЫХ БОЛТОВЫХ
СОЕДИНЕНИЙ С СОСРЕДОТОЧЕННЫМИ СВЯЗЯМИ И ПРИ
ИСПОЛЬЗОВАНИИ МЕТОДА КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
5.1. Работа соединений с искривлнными листами.
5.2. Расчт и конструирование соединений с накладками.
5.4. Расчт узлов и элементов конструкций с учтом жесткости фрикционных соединений
5.3. Расчт сложных соединений на действие изгибающею момента.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Номинальная площадь равна площади листа, контурные площадки находятся в зоне давления болтов, а фактические площади единичного контакта определяются способом очистки металла. Различают в общем случае трение покоя и трение скольжения (рис. Как видно на рисунке 1. Участок диаграммы от Ь=0 до ЬПм - наиболее интересен для нашей работы, так как описывает упругий сдвиг поверхностей при трении до появления макросдвига. Рис. Как видно из рисунка 1. Упругий контакт характерен для приработанных поверхностей узлов трения. Пластический контакт может частично проявиться при первых нагружениях, когда сжимаются наиболее высокие выступы. Последующие нагружения происходят уже в условиях, приближенных к упругому контакту. При переменном усилии перемещения поверхностей протекают по линии гистерезиса рис. Рис. Перемещения соприкасающихся поверхностей болтового фрикционного соединения при переменном усилии. Нагрузка и раз1рузка образца проходит по разным линиям. В общем случае процесс трения следует рассматривать как накопление условий, приводящих к изменению структуры, и как последовательность переходов из одного состояния в другое. Несколько таких актов может изменить состояние поверхности, и вслед за этим в контакт вступит металл, обладающий новой структурой. При многократных упругих деформациях в силу несовершенства структуры материалов происходит усталостное выкрашивание поверхностей трения и разрыхление структуры. Такой процесс называется фреттинг-коррозией (иногда также «фретганг-коррозия»). Деформирование фрикционных соединений при знакопеременной нагрузке также не исследовалось ранее. Обзор специальной литературы по трибологии говорит о значительных достижениях в этой науке. Но, к сожалению, это до сих пор не повлияло на методику расчёта фрикционных соединений, хотя необходимо просто воспользоваться полученными решениями и применить их для конкретных систем. Стадия I. В начале работы конструкции, при усилиях на болтоконтакт, не превышающих силы трения, соединение находится в первой стадии своей работы. Жесткость соединения в этой стадии определяется жесткостью предварительного смещения. Этот сдвиг характеризуется упругими деформациями, которые могут быть с достаточной долей достоверности приняты линейными. Большинство нагрузок соединения воспринимают, находясь именно в этом режиме. Эта стадия завершается после достижения сдвигового усилия в соединении, после чего по поверхности контакта происходит макросдвиг, и соединение переходит в следующую стадию работы. Эта зона характеризуется нулевой жесткостью соединения. В экспериментах она носит часто нелинейный и нерегулярный характер, являясь переходной областью между трением покоя и скольжения. Однако целесообразно аппроксимировать её прямой линией, приняв жёсткость в этой стадии равной нулю. Это оправдано тем, что значительно упрощает работу системы, большого же значения при упругой работе эта область не имеет. Стадия III. Работа соединения на срез. Работа соединения на срез изучалась в трудах В. М. Фридкииа и Б. М. Вейнблата [] и характеризуется следующей формулой. Б - усилие, приходящиеся на текущий ряд болтов. Эта стадия носит нелинейный характер и заканчивается разрушением болта. Разрушение может происходить на срез или на смятие. I, для соединений нормальной и грубой точности - 0,9). Работа соединения может быть представлена следующей диаграммой -усилие Р - перемещения Д (рис. Рис. График зависимости относительных перемещений (А) в одноболтовом соединении от усилий, стадии работы однорядного болтового соединения. И - величина зазора; Т - величина силы трения; 8(с) — усилие, на болт по формуле (1. Далее в представленной работе рассматривается только первая и вторая стадии работы соединения. Причём математические модели построены для работы в первой стадии, макросдвиг же учитывается в главах, посвящённых определению жёсткости соединений и нелинейным перемещениям рядов под нагрузкой. Прочность фрикционного соединения определятся как произведение силы натяжения болта на коэффициент фения. Коэффициент трения в общем случае зависит от многих факторов.