Вплив початкового напруженого стану на несучу здатність сталевих двотаврових стержнів

i розрахунок продовжується за пунктами 4-6.

8. Порівнюється значення Р (P1 або Р2) на двох суміжних iтерацiях при

Якщо Pj+1 – P j > 0, виконується розрахунок за пунктом 7;

якщо Pj+1 – Pj < 0, повертаються до попереднього значення радіусу кривизни  j, змінюється крок, і продовжується розрахунок за пунктом 7. Розрахунок вважається закінченим, якщо

 

Було проведене порівняння дослідних даних величин несучої здатностi сталевих двутаврових стержнів, отриманих Л. П. Шелестенко, Х. Луи, Ч. Массоне, Х. Кiхара, Ю. Фуджита, В. С. Гавришем та ін., з результатами розрахунків по розробленій методиці (алгоритм ЦЕНТР-1).

Дослідні дані, отримані різними авторами (абсолютні або відносні величини критичних сил) порівнювалися з аналогічними даними, отриманими в результаті розрахунків. Відношення теоретичних величин несучоi здатностi до дослiдних Кр наражалися на статистичну обробку. Було отримано задовільне погодження величин, що порівнюються. Так, математичне дожидання коефіцієнта Кр при обробці 75 результатів виявилося рівним Кр=1. 011, а середньоквадратичне відхилення = 0. 05. Наведені вище результати свідчать про достатньо високу надійність розрахункової методики.

В третьому розділі наведені результати експериментальних досліджень полів початкових напружень в зварних і прокатних двотаврах. Були поставлені такі задачі досліджень:

визначення внутрішнього напруженого стану прокатних широкополичкових двотаврiв типу “К” в стані постачання;

визначення власних внутрішніх напруженнь в зварних двотаврах, виготовлених на ДЗМК імені І. В. Бабушкiна за прийнятою технологічною схемою складання і зварювання двотаврових балок на поточнiй лінії;

визначення внутрішнього напруженого стану зварних і прокатних двотаврiв, попередньо-напружених локальними термічними впливами (ЛТВ) шляхом розiгрiвання кромок двотаврiв;

розробка раціональної схеми попереднього напруження ЛТВ в залежності від профілю і розмірів зразків;

порівняння результатів експериментальних досліджень напруженого стану зварних і прокатних двотаврiв, попередньо-напружених ЛТВ, з даними розрахунків за розробленою методикою оцінки початкового напруженого стану.

Як експериментальнi були використані зразки-балки (в подальшому балки) серій СП, СЛ і СТ, виготовлені на ДЗМК ім. І. В. Бабушкiна. Довжина зразків складала 1400 ìì. Зразки серії СП – прокатні гарячекатанi двотаври 35К1 з паралельними гранями полиць. Зразки серій СЛ і СТ – зварні двотаври, що мали розмiри полиць 300х10 мм, а розмір стiнки – 300х14 мм. Зразки серії СТ були попередньо-напруженi в заводських умовах локальним розiгрiванням кромок з наступним охолодженням стислим повітрям. Зразки серії СЛ проектувалися і виготовлялися як аналоги зразків серii СТ, що не пiдпадали пiд попереднє напруження.

Перед проведенням випробування були виконані випробування зразків металу з метою визначення фiзико – механічних властивостей.

На першому етапі експериментальних досліджень визначався внутрішній напружений стан експериментальних балок в стані постачання. Внутрішні деформації і напруження визначалися руйнiвним методом.

Попереднє напруження зразків серій СЛ и СП здійснювалося шляхом локального термічного розiгрiвання кромок з наступним охолодженням на повітрі. Враховуючи, що розміри зразків наближалися до натурних, для кожного зразка була прийнята індивідуальна схема попереднього напруження ЛТВ.

Попереднє напруження здійснювалося в такій послідовності:

вимірювались геометричнi параметри зразків, виконувалась розмітка для наступного розiгрiвання і приварювались утримувачі для виміру абсолютних деформацій в середніх перерiзах зразків;

зразок розмiщувався на стендi, встановлювались прилади i робився вiдлiк початкових показникiв по приладах;

виконувалось попереднє напруження на одній з кромок, після охолодження знiмались проміжні результати;

виконувалось попереднє напруження на іншiй кромцi полиці з записом остаточних результатів після охолодження.

В ході випробування визначалися прогини в шести точках зразка і абсолютні переміщення в середньому перерiзі. Для кожного зразка приймалася індивідуальна схема попереднього напруження ЛТВ. Остаточнi деформації і напруження в полицях балок визначалися руйнiвним засобом.

В ході проведеного експериментального дослідження був визначений початковий напружений стан -деформованих перерiзiв балок. Деякі результати досліджень наведені на рис 1.

На підставі аналізу застосованих схем попереднього напруження (послідовність розiгрiвання кромок) зроблено висновок, що виконання попереднього напруження ЛТВ для запобігання нерiвномiрного деформування слід виконувати симетричним розiгрiванням дільниць поясів джерелами тепла однакової потужності.

Окрім цього, було проведено порівняння результатів експериментальних

 

Рис. 1 Експериментальні дослідження початкового напруженого стану попереднє напруженних зразків серій СП 20 

 

Досліджень, виконаних як автором роботи, так і іншими дослідниками, щодо визначення полів початкових напружень в перерiзах сталевих двотаврових стержнів, якi викликанi термічними впливами з даними розрахунків за розробленими алгоритмами. Результати порівнянь свідчать про достатньо близький збіг дослiдних і обчислених параметрів напружено – деформованого стану.

В четвертому розділі наведені результати чисельних досліджень стислих стержнів, якi мають поля початкових напружень. Ці дослідження проводилися для рішення таких задач.

1. Визначення області раціонального застосування розробленого аналітичного апарату.

2. Визначення ступеня впливу різноманітних чинників (мiцнiсних характеристик матеріалу R, гнучкості , вигляду і величин зон початкових розтягуючих напружень d) на величини критичних сил при ексцентриситетах, близьких до випадкових.

3. Отримання залежностей =f ( , e, d, R) і підготовка пропозицій з розрахунку стислих стержнів, якi мають поля початкових напружень, з використанням рекомендованих нормами методик

В ході рішення перших двох задач (були виконанi розрахунки більш 400 моделей стержнів) зроблені такі висновки:

Вплив початкового напруженого стану на поведінку стержнів під навантаженням для всього діапазону зміни мiцнісних властивостей