Диссертация (1173130), страница 13

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 13)

Соответственно в ячейки первой и второй строки третьего столбца записывается цифра 0,обозначающая отсутствие соосного элемента на предыдущих уровнях [21].6. Ячейки прямоугольной матрицы, оставшиеся пустыми, так же принимаютнулевые значения [21].Структурная матрица служит основой для формирования целого ряда матрицпараметров, описывающих геометрию металлоконструкции, параметры накладываемых сварных швов, нагруженность и напряжённо-деформированное состояниеэлементов сегмента, характеристики применяемых материалов. Для полученияматрицы параметров необходимо заменить условное обозначение элемента вструктурной матрице на числовое значение соответствующего параметра [21, 24].4.3 Синтез матриц входных параметров металлоконструкций на основеуниверсальной компоновочной схемы комплексной конфигурацииНачальные данные, необходимые для построения модели, содержатся вматрицах входных параметров.

С помощью матриц длин lΔi, ширин bΔi и высот hΔiописывается геометрия несущих элементов металлоконструкции тележки. К примеру, в случае использования несущих элементов с прямоугольным поперечнымсечением, выполненных из листового проката, соответствующие матрицы толщинbΔ1, высот hΔ1 и длин lΔ1 (мм) для 1-го сегмента (рисунок 4.6) выглядят следующимобразом [21]: b1 b1.1 b1.1.1 b1.1.2 b1.1.3  10 6 4 6 4  b1   0 b1.2 b1.2.1 b1.2.2 b1.2.3    0 6 4 6 4 0b 0 b0   0 6 0 6 0 1.3.1 1.384 l1 l 1.1 l1.1.1 l1.1.2 l 1.1.3  1258 2000 160 160 160  l1   0 l1.2 l1.2.1 l1.2.2 l 1.2.3    0 1580 154 154 154 0l0   0 1176 0 381 0  1.3 0 l1.3.1 h1 h1.1 h1.1.1 h1.1.2h1   0 h1.2 h1.2.1 h1.2.20hh1.3.1 1.3 0h1.1.3  150150 150 150 150  h1.2.3    0 150 150 150 150 0   0 150 0 150 0 Согласно матрице bΔ1 толщина главного элемента D1, равна 10 мм, толщинавсех хордовых элементов сектора H1.1, H1.2, H1.3 и центральных радиальных элементов R1.1.2, R1.2.2, R1.3.1 составляет 6 мм, радиальные элементы R1.1.1, R1.2.1, R1.1.3,R1.2.3 имеют толщину 4 мм [21].

Длина главного элемента D1 составляет 1258 мм,длина хордовых элементов H1.1, H1.2, H1.3, измеряемая от точек пересечения осевых линий данных элементов с осевыми линиями главных элементов D1, D2, соответственно равна 2000, 1580 и 1176 мм. Длина радиальных элементов R1.1.1, R1.1.2,R1.1.3, относящихся к первому уровню, измеряемая от точек пересечения осевыхлиний радиальных элементов с осевыми линиями соответствующих хорд, равна160 мм. Аналогично длина всех радиальных элементов второго уровня составляет154 мм. Радиальный элемент R1.3.1 третьего уровня имеет длину 381 мм.

Высотавсех элементов первого сегмента составляет 150 мм.При наличии в конструкции элементов со сложным составным сечением вструктуру матриц вносятся соответствующие поправки. В ячейки матриц вместопринятых условных обозначений перед скобками записывают общий габаритныйразмер поперечного сечения (наибольшую высоту и ширину). В скобках последовательно указываются размеры отдельных составляющих поперечных сечений(стенок, поясов и др.).Так в случае изготовления хордовых элементов первого сегмента в видетавровых балок (рисунок 4.8) матрицы bΔ1 и hΔ1 принимают вид.b1 b1 b1.1 (b11.1 ) b1.1.1 b1.1.2  0 b1.2 (b11.2 ) b1.2.1 b1.2.2 0 b1.3 (b11.3 ) 0b1.3.1b1.1.3  10 80(6) 4 6 4 b1.2.3    0 80(6) 4 6 4 0   0 80(6) 0 6 0 85 h1 h1.1 (h11.1; h12.1 ) h1.1.1 h1.1.2h1   0 h1.2 (h11.2 ; h12.2 ) h1.2.1 h1.2.2 0 h1.3 (h11.3 ; h12.3 ) 0h1.3.1h1.1.3  150150(4;146) 150 150 150 h1.2.3    0 150(4;146) 150 150 150 0   0 150(4;146) 0 150 0 где b1.1 – толщина пояса тавра (основной габаритный размер), b11.1 – толщина стенки тавра, h1.1 – высота тавра (основной габаритный размер), h11.1 – высота пояса тавра, h12.1 – высота стенки тавра.Рисунок 4.8 – Поперечное сечение хордового элементаГеометрические параметры несущих элементов, выполненных из стандартных профилей, принимаются согласно действующим нормативным документам.Предлагаемая математическая модель позволяет оценивать надёжность и работоспособность сварных соединений.

К матрицам входных параметров так же относятся матрицы, отражающие характеристики применяемых сварных швов. Конструктивно соединения различных элементов могут быть выполнены вертикальными двухсторонними угловыми швами и стыковыми швами с предварительнойразделкой кромок привариваемого элемента. Соответственно в математическуюмодель вводятся матрицы толщин tΔwi, длин lΔwi и катетов kΔfi накладываемых сварных швов. Все параметры сварных швов должны соответствовать требованиям, изложенным в [35]. В частности, должны выполнятся следующие основные условия.1. Расчётная толщина стыкового шва tw принимается равной толщине bminнаиболее тонкого элемента в соединениях Ri.j.k – Hi.j, Hi.j – Di, Ri.j.k – Di, при усло-86вии равномерного и полного проплавления корня шва и околошовной зоны, а также отсутствия сварочных дефектов [16, 22, 108, 107].2.

Катет углового шва kw должен соответствовать условию:k w min  k w  1,2bmin ,(4.3)где kwmin – минимальная толщина катета, принимаемая согласно с требованиями[112] в зависимости от вида соединения, вида сварки, предела текучести материала металлоконструкции и толщин соединяемых элементов.3. Расчётная длина стыкового шва lw определяется по зависимости:lw  h  2t w ,(4.4)4. Расчётная длина lw углового шва принимается на 10 см меньше его полной длины, соответствующей высоте привариваемого элемента.С учётом данных условий исходя из предварительно принятых геометрических значений элементов металлоконструкции происходит формирование матрицпараметров различных типов сварных швов:– для стыковых сварных швов tw1 tw1.1 tw1.1.1 tw1.1.2 tw1.1.3  10 6 4 6 4  tw1   0 tw1.2 tw1.2.1 tw1.2.2 tw1.2.3    0 6 4 6 4 0t0   0 6 0 6 0 tw1.3.1 w1.3 0 lw1 lw1.1 lw1.1.1 lw1.1.2 lw1.1.3  130138 142 138 142  lw1   0 lw1.2 lw1.2.1 lw1.2.2 lw1.2.3    0 138 142 138 142 0llw1.3.10   0 138 0 138 0  w1.3 0– для угловых сварных швов kw1 k f 1.1 k f 1.1.1 k f 1.1.2kf 1   0 k f 1.2 k f 1.2.1 k f 1.2.2 0 kk f 1.3.10f 1.3k f 1.1.3  10 7 4 6 4  k f 1.2.3    0 7 4 6 4 0   0 7 0 6 0  lw1 lw1.1 lw1.1.1 lw1.1.2 lw1.1.3  130138 142 138 142  lw1   0 lw1.2 lw1.2.1 lw1.2.2 lw1.2.3    0 138 142 138 142 0llw1.3.10   0 138 0 138 0  w1.3 087При составлении матриц принято допущение, что каждый элемент металлоконструкции соединяется с двумя соседними элементами одинаковым сварнымшвом, различные параметры которого заносятся в ячейки соответствующих матриц начальных параметров.

В случае использования угловых сварных швов дополнительно составляются матрицы коэффициентов проплавления шва βf и границ сплавления βz. Если используемый сварочный шов обладает сложной геометрией (накладывается по контуру привариваемой детали), матрицы его параметровтак же корректируются. В ячейках соответствующих матриц параметров указывают не одно значение, а ряд значений, характеризующих различные участки швапо длине, толщине и применяемым катетам.Чаще всего нагрузки на металлоконструкцию тележки на основе универсальной компоновочной схемы представляют собой сосредоточенные силы Fi ираспределённые нагрузки qi.

Картина распределения внешних нагрузок междуэлементами металлоконструкции отражается в матрицах действующих усилий. Вобщем виде матрица сосредоточенных сил записывается следующим образом Fi ( x) Fi. j ( x) Fi. j .k ( x) Fi. j .k 1 ( x) Fi. j .k 2 ( x)Fi. j .k 3 ( x)Fi. j .k 4 ( x).....Fi. j .k m ( x) Fi   0 Fi.

j 1 ( x)0Fi. j 1.k ( x) Fi. j 1.k 1 ( x) Fi. j 1.k 2 ( x).....Fi. j 1.k m ( x)0 0 F ( x) 00Fi. j n.k ( x).....Fi. j n.k m ( x)00i. j n(4.5)В скобках после значения действующей силы записывается координата x еёприложения, отсчитываемая:1) Для главных элементов – вдоль их собственных осевых линий от соответствующей вершины внешнего контура тележки.2) Для хордовых элементов – вдоль их собственных осевых линий от диагонального элемента, относящегося к рассматриваемому сегменту.3) Для радиальных элементов – вдоль их собственных осевых линий от хордового элемента, относящегося к рассматриваемому уровню сегмента.884.4 Синтез операционных матриц металлоконструкций на основеуниверсальной компоновочной схемы комплексной конфигурацииОперационные матрицы содержат данные, которые были получены в результате действий над матрицами исходных параметров, а также при расчётахразличных силовых факторов, действующих в сечениях элементов металлоконструкции, и сопутствующих коэффициентов.

Сюда же входят матрицы, содержащие характеристики поперечных сечений элементов металлоконструкции и сварных швов, такие как площади (Ai, Awi), моменты инерции (Ji, Jwi) и моменты сопротивления (Wi, Wwi).Необходимые проектные расчёты производятся с помощью математическихдействий над данными, записанными в сходных ячейках различных матриц параметров, описывающих один и тот же элемент рассматриваемого сегмента металлоконструкции, на что указывает знак «'» над оператором [21].В случае изготовления несущих элементов металлоконструкции из пластинлистового металла прямоугольного сечения матрицу площадей поперечных сечений этих элементов можно получить простым перемножением соответствующихячеек матриц толщин и высот рассматриваемого сегмента [21]. Для приведенногопримера (рисунок 4.6) матрица площадей (мм2) элементов 1-го сегмента в общемвиде определяется зависимостью b1 b1.1 b1.1.1 b1.1.2 b1.1.3   h1 h1.1 h1.1.1 h1.1.2 h1.1.3  A1  b1  h1   0 b1.2 b1.2.1 b1.2.2 b1.2.3    0 h1.2 h1.2.1 h1.2.2 h1.2.3  0b 0 b0   0 h1.3 0h1.3.10 1.3.1 1.310 150 6 150 4 150 6 150 4 150  1500 900 600 900 600    0 6 150 4 150 6 150 4 150    0 900 600 600 600  0 6 150 06 1500   0 900 0 600 0 По аналогии происходит определение площадей элементов с составным поперечным сечением.

Для описанного ранее примера с двутавровой балкой матрица площадей элементов 1-го сегмента имеет вид.89 A1 A1.1 ( A11.1 ; A12.1 ) A1.1.1A1  b1  h1   0 A1.2 ( A11.2 ; A12.2 ) A1.2.112 0 A1.3 ( A1.3 ; A1.3 ) 0A1.1.2A1.2.2h1.3.1A1.1.3 A1.2.3  0 15001196(320;876) 600 900 600   0 1196(320;876) 600 900 600  0 1196(320;876) 0 900 0 здесь c помощью параметров Ai1.

Характеристики

Список файлов диссертации