Диссертация (1173130), страница 23

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

Текст из файла (страница 23)

Её основные характеристикиописываются совокупностью структурных матриц и матриц параметров:– структурные матрицы металлоконструкции H 3.1 R3.1.1H 3.2 0 H 4.1 R4.1.1H 4.2 0R4.1.2 0 R3.1.2 0 D4D3iD1 H 1.1 R1.1.1H 1.2 0R1.1.2 0 D2 H 2.1 R2.1.1H 2.2 0R2.1.2 0 158– матрицы ширин элементов bΔi (мм)3 3 33 0 033 3 33 0 033 3 33 0 0bi333 3 33 0 0– матрицы высот элементов hΔi (мм)120 120 120 120 00120120 120 120 120 00120120 120 120 120 00hi120120120 120 120 120 00– матрицы длин элементов lΔi (мм). Для упрощения в данном случае в качестве длины записывается расстояние между точками пересечения осевой линииэлемента с осевыми линиями соседних элементов. 930 225 225  480 00658 930 225 225  480 00658 930 225 225  480 00li658658 930 225 225  480 00 Проведённый анализ методов проектирования и расчёта грузовых опорныхтележек кранов мостового типа показал, что наиболее важным критерием, обеспечивающим нормальную работу механизмов грузоподъёмной машины, являетсяотсутствие чрезмерных упругих деформаций элементов несущей металлоконструкции тележки под нагрузкой (III группа предельных состояний [31]).

Поэтомудля общей оценки несущей способности металлоконструкции тележки с УКС159больший интерес представляют не величины максимальных напряжений, действующих в отдельных узлах, а значения вертикальных перемещений точек металлоконструкции при различных условиях нагружения. Соответственно основной целью эксперимента является получение количественной и качественной картины деформации физической модели металлоконструкции под действием внешних нагрузок различной величины.Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:1.

Определить величину вертикальных перемещений контрольных точекметаллоконструкции от действия испытательной нагрузки. Для объективнойоценки деформационных характеристик металлоконструкции с УКС следует рассмотреть несколько характерных схем нагружения, отличающихся друг от другавеличиной и координатами точек приложения внешних действующих сил.2.

Провести проверку адекватности основных положений предлагаемой методики проектирования путём сравнения полученных экспериментальных данныхс результатами уточнённого расчёта напряжённо-деформированного состояниятележки, полученных с помощью конечно-элементной модели исследуемой металлоконструкции.Для полноценной и объективной оценки величин упругих деформаций металлоконструкции её характерные точки, используемые в ходе экспериментальных исследований, должны характеризовать вертикальные перемещения нескольких расположенных по соседству несущих элементов. В связи с этим в качествеконтрольных рационально принимать точки, соответствующие узлам соединенийнаиболее деформируемых элементов.

В рамках используемой физической моделиэто точки E, F, G, H, принадлежащие узлам соединения диагоналей D1, D2, D3, D4,с хордовыми элементами второго контура H1.2, H2.2, H3.2, H4.2 и центральная точкаузла соединения диагоналей О (рисунок 5.27). В ходе проведения экспериментального исследования существует вероятность возникновения нежелательныхперемещений опорных точек металлоконструкции относительно вертикальнойоси, что приведёт к искажению полученных значений деформаций элементов.

Длянедопущения указанных явлений положение опорных точек необходимо отсле-160живать в контрольных точках А, B, C, D, расположенных на диагональных элементах вблизи опор физической модели металлоконструкции.Нагружение физической модели при проведении экспериментального исследования проводиться согласно четырём схемам. В рамках каждой схемы происходит нагружение разных несущих элементов нагрузкой различной величины.На основе выделенных схем нагружения составлены расчётные схемы металлоконструкций,необходимыедляразработкисоответствующихконечно-элементных моделей.Для создания нагрузки используется экспериментальный груз в виде семиметаллических плит общей массой mΣ = 707,6 кг.

Передача нагрузки от веса грузана элементы металлоконструкции происходит через деревянные передаточныеподкладки (рисунок 5.32 а), что позволяет локализировать поверхности приложения нагрузки на отдельных несущих элементах, упростить определение значенийдействующих на них сил и облегчить процесс разработки соответствующих конечно-элементных моделей.При составлении расчётных схем приняты следующие упрощения:1) нагрузка он веса приложенного груза через подкладки распределяетсяпоровну между нагружаемыми элементами (при соответствующем позиционировании груза относительно нагружаемых элементов)2) Приложенная нагрузка равномерно распределяется по поверхности контакта подкладки и нагружаемого элемента.Схема нагружения № 1.

Данная схема используется для изучения наибольших возможных деформаций диагональных элементов. Экспериментальный грузQΣ всем своим весом через две подкладки шириной 40 мм воздействует на четыредиагональных элемента (рисунок 5.28). На каждом диагональном элементе близточки O возникает плоскость контакта. Очевидно, что длины контактных плоскостей lкi, отсчитываемые в направлении, параллельном центральной оси элемента,равны и составляют 56,6 мм. Согласно допущенным упрощениям, возникающиена данных плоскостях распределённые нагрузки на металлоконструкцию от веса161экспериментального груза QΣ так же равны между собой, а их величину можноопределить по зависимостиqi m g 707,6  9,81 10,22 Н/мм2.4lкi bi4  56,6  3Схема нагружения № 2 используется для изучения деформированного состояния модели при действии максимальной экспериментальной нагрузки на радиальные элементы одного сектора металлоконструкции.

Вес экспериментальногогруза через подкладку шириной 145 мм, равной длине lкi.j.k получаемых контактных поверхностей поровну распределяется между радиальными элементами R2.1.1и R2.1.2 (рисунок 5.29). Соответственно распределённая нагрузка, действующая наодин элемент равнаqi. j.k а)m g707,6  9,81 7,98 Н/мм2.2lкi . j.k bi. j.k2 145  3б)Рисунок 5.28 – Нагружение физической модели металлоконструкции на основеУКСКК по схеме №1: а) физическая модель, нагруженная экспериментальнымгрузом; б) расчётная схема металлоконструкции в случае нагружения №1С использованием схемы нагружения №3 производится исследованиедеформированного состояния металлоконструкции тележки при воздействии пол-162ной экспериментальной нагрузки на один диагональный элемент, а также хордовыеи радиальные элементы, соединённые с ним.

В этом случае центр тяжести грузарасполагается над узлом соединения диагонального элемента D2 c хордовыми элементами H1.2 и H2.2, таким образом, чтобы большая сторона прямоугольных плитрасполагалась перпендикулярно осевой линии диагонального элемента (рисунок5.30). Нагрузка на металлоконструкцию передаётся через подкладку длинной 200мм и шириной 145 мм. Благодаря этому часть распределённой нагрузки от весагруза воспринимается также радиальными элементами R1.1.2 и R2.1.1. В этом случае,учитывая равенство толщин всех элементов металлоконструкции, примем допущение, что каждый из указанных элементов воспринимает часть веса груза QΣ, пропорциональную отношению длинны контактной плоскости рассматриваемого элемента к суммарной длине всех составляющих общей контактной плоскости.а)б)Рисунок 5.29 – Нагружение физической модели металлоконструкции на основеУКСКК по схеме №2: а) физическая модель, нагруженная экспериментальнымгрузом; б) расчётная схема металлоконструкции в случае нагружения №2Длины контактных поверхностей отдельных элементов равны:– длинны контактных поверхностей хордовых элементов H1.2 и H2.2 lк1.2.=lк2.2.=170 мм,163– длины контактных поверхностей радиальных элементов R1.1.2 и R2.1.1 lк1.1.2 =lк2.1.1=125 мм,– длинна контактной поверхности диагонального элемента D2 lк2 =158 мм.Распределённая нагрузка, действующая на металлоконструкцию равна:q m g707,6  9,81 3,09 Н/мм2.(l к1.2  l к 2.2  l к1.1.2  l к 2.1.1  l k 2 )  bi (170  170  125  125  158)  3а)б)Рисунок 5.30 – Нагружение физической модели металлоконструкции на основеУКСКК по схеме №3: а) физическая модель, нагруженная экспериментальнымгрузом; б) расчётная схема металлоконструкции в случае нагружения №3Схема нагружения №4 используется для изучения деформированногосостояния модели при нагружении радиальных элементов противоположнорасположенных секторов металлоконструкции.

При этом груз массой m2.1 = 304,3 кгвоздействует на радиальные элементы R2.1.1 и R2.1.2 второго сектора, а груз массойm4.1 = 403,3 кг воздействует на радиальные элементы R4.1.1 и R4.1.2. четвертого сектора (рисунок 5.31). Под каждым грузом размещается передаточная подкладка шириной 145 мм. Как и в случае использования схемы нагружения №2 длины контактных поверхностей радиальных элементов lki.j.k, воспринимающих вес грузов Q2.1 и164Q4.1 равны между собой и соответствуют ширине размещённых под грузом прокладок. Описанная схема нагружения наиболее близка к схеме нагружения одного изконструкторских исполнений металлоконструкции тележки с УКСКК (рисунок2.1), так как основная нагрузка при этом исполнении передаётся на металлоконструкцию через опорные точки механизмов подъёма, которые, исходя из условийкомпоновки, также располагаются на радиальных элементах вблизи хордовых элементов внешнего контура.Распределённые нагрузки от веса груза, действующие на соответствующиерадиальные элементы, определяются по формулам:q2.1.1  q2.1.2 m2.1 g304,3  9,81 3,43 Н/мм2,2lкi.

Характеристики

Список файлов диссертации