Диссертация (1173130), страница 15

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

Текст из файла (страница 15)

Точки крепления элементов R2.1.2 и R2.2.1, находятся в центресоответствующих хорд, которые обладают значительной податливостью [24]. Всвязи с этим, полученные в ходе численного моделирования значенияэквивалентных напряжений далеки от результатов аналитического расчёта попредлагаемымсхемаминаходятсявдиапазонемеждузначениями,определёнными расчетом с учетом предложенных схем с жесткими ишарнирными опорами [24].В данном случае очевидно, что выбор расчётной схемы напрямую зависитот жёсткости элементов.

При расчёте элементов небольшой протяжённости,соединяемыхсжёсткимиэлементамиметаллоконструкции,рациональноиспользовать в качестве расчётной схемы двухопорную балку с жёсткимзакреплением концов [24]. При расчёте протяжённых элементов действующиенапряжения могут быть приближено определены как среднее арифметическоезначение величин, полученных при расчёте по двум предложенным схемам. Приоценке максимальных возможных напряжений в протяжённых элементах снаименьшей жесткостью может быть использована схема с шарнирнымопиранием балки. Данные рекомендации распространяются на все типыэлементов, входящих в структуру металлоконструкции тележки [24].

Графическаяинтерпретация матриц расчётных схем, составленных для первого сегмента рассматриваемой металлоконструкции, показана на рисунках 4.14-4.15.97Рисунок 4.14 – Матрицы расчётных схем для расчёта двухопорных балок сшарнирными опорамиРисунок 4.15 – Матрицы расчётных схем для расчёта двухопорных балок сжёсткими опорами.4.6 Синтез контрольных матриц применяемых методов расчётаМатематическийаппаратформируемоймоделиструктурно-параметрического синтеза отражает применяемые в настоящий момент норматив-98ные методики подтверждения несущей способности элементов и узлов металлоконструкций грузоподъёмных машин, которые основаны на сопоставлении максимальных расчётных показателей напряжённо-деформированного состояния с ихдопускаемыми предельными значениями.Согласно [35] в различных расчётных блоках предлагаемой математическоймодели в качестве контрольных используются матрицы показателей:1) Эквивалентных напряжений в элементах σesΔi и соединениях σeswΔi τeswΔiотдельных элементов металлоконструкции тележки при расчёте на прочность.

Напримере первого сегмента металлоконструкции (рисунок 4.6) в общем виде указанные матрицы записывается следующим образом:– матрица эквивалентных напряжений в элементах сегмента esi  es1  es1.1  es1.1.1  es1.1.2  es1.1.3   0  es1.2  es1.2.1  es1.2.2  es1.2.3  ; 0  es1.3.100 es1.3– матрица эквивалентных напряжений в стыковых сварных швах eswi  esw1  esw1.1  esw1.1.1  esw1.1.2  esw1.1.3 ;  0  esw1.2  esw1.2.1  esw1.2.2  esw1.2.3  0 0 esw1.3.10 esw1.3– матрица эквивалентных напряжений в угловых сварных швах eswi esw1  esw1.1  esw1.1.1  esw1.1.2  esw1.1.3 .  0  esw1.2  esw1.2.1  esw1.2.2  esw1.2.3  0 0 esw1.3.10 esw1.32) Действующих вертикальных fΔi и угловых θΔi перемещений различныхэлементов при расчёте на жёсткость f1 f1.1 f1.1.1f i   0  1.2 f1.2.1001.3f1.1.2f1.2.2f1.3.1f1.1.3 ;f1.2.3 0 1 1.1 1.1.1 1.1.2 1.1.3  i   0 1.2 1.2.1 1.2.2 1.2.3  .00  1.3 0 1.3.1993) Нормальных напряжений, действующих в сжатых участках изгибаемыхнесущих элементов σΔi при расчёте на упругую устойчивость  1  1.1  1.1.1  1.1.2  1.1.3  i   0  1.2  1.2.1  1.2.2  1.2.3  .00 1.3.10 1.34) Наибольших амплитуд нормальных ΔσmaxΔi или касательных ΔτmaxΔiнапряжений в элементах металлоконструкции при расчёте сопротивления усталости max i max i  max1  max1.1  max1.1.1  0  max1.2  max1.2.1 0 0max1.3 max1.1.2 max1.2.2 max1.3.1  max1  max1.1  max1.1.1  0  max1.2  max1.2.1 0 0max1.3 max1.1.2 max1.2.2 max1.3.1 max1.1.3 ; max1.2.3 0 max1.1.3 . max1.2.3 0При расчётах по предлагаемой математической модели перечисленные показатели вычисляются с использованием технической теории изгиба стержней[35].4.7 Синтез матриц ограниченийДопускаемые предельные значения контрольных показателей напряжённодеформированного состояния в рамках математической модели отражены в матрицах ограничений.При расчёте металлоконструкции на прочность составляются следующиеконтрольные матрицы (на примере первого сегмента (рисунок 4.6)):– матрицы расчётных сопротивлений материалов элементовRi R 1 R 1.1 R 1.1.1  0 R 1.2 R 1.2.1 0 R0 1.3R 1.1.2R 1.2.2R 1.3.1R 1.1.2 R 1.2.3  ;0 100– матрицы расчётных сопротивлений стыковых швовRwi Rw1 Rw1.1 Rw1.1.1  0 Rw1.2 Rw1.2.1 0 R0w1.3Rw1.1.2Rw1.2.2Rw1.3.1Rw1.1.2 Rw1.2.3  ;0 – матрицы расчётных сопротивлений угловых швовRwi Rw1 Rw1.1 Rw1.1.1  0 Rw1.2 Rw1.2.1 0 R0w1.3Rw1.1.2Rw1.2.2Rw1.3.1Rw1.1.2 Rw1.2.3  ;0 Определение значений расчётных сопротивлений элементов металлоконструкции и стыковых сварных соединений производят по зависимостям [35]: Ti ; m c(4.6) T min i , m c(4.7)Ri Rwi где σТΔi – матрица пределов текучести материала элементов металлоконструкции;σТminΔi – матрица меньших из нормативных значений предела текучести металлашва и элемента металлоконструкции; γm и γс – соответственно коэффициентнадёжности по металлу и коэффициент условий работы, одинаковые для всехэлементов металлоконструкции.Расчётные сопротивления угловых сварных швов вычисляются по зависимости [35]:Ri  0,6 T min i . m c(4.8)Матрица расчётных сопротивлений материалов элементов RσΔi так же выступает в качестве ограничивающего фактора при расчёте на устойчивость.Ограничение жёсткости тележки производят введением матриц:– допускаемых вертикальных перемещений [ f ]1 [ f ]1.1 [ f ]1.1.1 [ f ]1.1.2 [ f ]1.1.3 [ f ]i   0 [ f ]1.2 [ f ]1.2.1 [ f ]1.2.2 [ f ]1.2.3  ; 0 [f]0[ f ]1.3.10 1.3101– допускаемых угловых перемещений [ ]1 [ ]1.1 [ ]1.1.1 [ ]1.1.2 [ ]1.1.3 [ ]i   0 [ ]1.2 [ ]1.2.1 [ ]1.2.2 [ ]1.2.3  . 0 [ ]0[ ]1.3.10 1.3Величина допускаемых значений деформаций элементов должна обеспечивать нормальную работоспособность приводов различной конфигурации, устанавливаемых на металлоконструкции тележки и принимается исходя из допусковна расположение различных поверхностей и элементов [62].В ходе расчёта сопротивления усталости допускаемые предельные значенияпредставляются в виде матриц:– пределов выносливости по размаху нормальных напряжений в элементахи стыковых швах металлоконструкции [35] Ri  R1  R1.1  R1.1.1  0  R1.2  R1.2.1 0 0R1.3 R1.1.2 R1.2.2 R1.3.1 R1.1.3 ; R1.2.3 0 – пределов выносливости по размаху касательных напряжений в угловыхсварных швах Ri  R1  R1.1  R1.1.1  0  R1.2  R1.2.1 0 0R1.3 R1.1.2 R1.2.2 R1.3.1 R1.1.3 ; R1.2.3 0 Пределы выносливости и соответствующие им показатели наклона усталостной кривой для конкретных узлов металлоконструкции определяются исходяиз рекомендаций, описанных в [35].4.8 Синтез матриц полученных результатовНадёжность и работоспособность металлоконструкции тележки обеспечивается выполнением условий соотношения величин контрольных матриц и матриц ограничений, записанных в виде неравенств.

Условие считается выполненным если установленное неравенство выполняется для всех ячеек сравниваемыхматриц.102Условие прочности узлов металлоконструкции обеспечивается выполнением следующих неравенств матриц [35]:– для элементов металлоконструкции esi  Ri ;(4.9) eswi  Rwi ;(4.10) eswi  Rwi .(4.11)– для стыковых сварных швов– для угловых сварных швовВеличина перемещений элементов тележки ограничивается неравенствамиf i  [ f ]i ;(4.12) i  [ ]i .(4.13)Неравенство, подтверждающее соблюдение условий устойчивости, выглядит следующим образом [35]. i  bi  Ri ,(4.14)где φbΔi – матрица коэффициентов снижения допускаемых напряжений.Сопротивление усталости обеспечивается соблюдением неравенств [35]:– для элементов и стыковых сварных швов max i  Ri ;k n n f(4.15) max i  Ri ,k n n f(4.16)– для угловых сварных швовгде knσ и knτ – коэффициенты приведения пределов выносливости к расчётномуколичеству циклов, рассчитываемые по методике [35]; nf – коэффициент запасапрочности [31, 35].Согласно полученным данным производится синтез матриц результатоврасчёта, которые объединяются в нумерованные группы согласно положению соответствующего расчётного блока в общей схеме математической модели.1.

Матрицы прочности элементов Δσi и соединений Δσwi металлоконструкции.1032. Матрицы устойчивости элементов Δφi металлоконструкции.3. Матрицы жёсткости элементов Δfi, Δθi металлоконструкции.4. Матрицы сопротивления усталости узлов металлоконструкции ΔRσi, ΔRτi.Матрицы результатов расчёта показывают степень соответствия каждогоэлемента тележки условиям надёжности и работоспособности. Матрица результатов расчёта прочности элементов первого сектора Δσi может быть записана следующим образом      I ; II  1   0     I ; II 0  0 0 здесь знак «+» означает полное соответствие элемента условию прочности; «–»указывает на превышение допускаемых значений напряжений в элементе.Для большей наглядности после проведения расчётов матрицы полученныхрезультатов могут быть объединены в одну суммарную матрицу.

Для металлоконструкции, показанной на рисунке 4.6, суммарные матрицы результатов расчёта сегментов могут быть записаны в виде:      I ; II 1   0     I ; II  ;0  0 0     ; 3  000   III    ; 2  000   0  0  4   0  0  0  0 .0  0  0  0Числа после знака «–» указывают на конкретные группы нарушенных условий надёжности и работоспособности.

Характеристики

Список файлов диссертации