Влияние шага ребер жесткости на напряженно-деформированное состояние элементов подкрановой балки

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Проведено исследование напряженно-деформированного состояния (НДС) разрезных подкрановых балок (ПБ), выделены особенности нагружения от катков крана и влияния на НДС элементов ПБ в части образования усталостных трещин в верхней сжатой зоне стенки. Основная задача исследования — поиск особенностей работы конструкции ПБ кранов с тяжелым режимом работы, поиск методов модернизации конструктивных особенностей с целью недопущения/минимизации развития усталостных трещин.Материалы и методы. За основание для исследования взят многолетний опыт эксплуатации ПБ тяжелого и весьма тяжелого режимов работы кранов, данные заключений по результатам обследований строительных конструкций, заключений по промышленной безопасности опасных производственных объектов, научных публикаций. На базе конструктивных схем существующих и реально эксплуатируемых ПБ металлургического предприятия разработана расчетная модель исследуемой конструкции в вычислительном комплексе прочностного анализа конструкций методом конечных элементов.Результаты. Проанализировано НДС конструкций ПБ кранов с тяжелым и весьма тяжелым режимами работы, изу-чено влияние положения катка крана на состояние различных частей конструкции ПБ: стенки, поясов и ребер. Выведена закономерность в работе элементов конструкции при изменении частоты расположения поперечных ребер ПБ. Выдвинуты предположения по решению прочностной задачи образования недопустимых усталостных трещин в верхней сжатой зоне стенки ПБ.Выводы. По результатам численного анализа НДС модели конструкции ПБ приведены данные, свидетельствующие о малоизвестных ранее особенностях их работы. Приведена гипотеза по решению прочностной задачи образования недопустимых усталостных трещин в верхней сжатой зоне стенки ПБ.

Об авторах

В. С. Маркеев

Липецкий государственный технический университет (ЛГТУ)

Email: vladmarkeev@yandex.ru

В. В. Зверев

Липецкий государственный технический университет (ЛГТУ)

Email: zverev2901@gmail.com

И. А. Зайцев

Липецкий государственный технический университет (ЛГТУ)

Email: ilja.saicew@yandex.ru

Список литературы

  1. Выдрин В.Н., Зубко О.В. Наиболее характерные дефекты и повреждения металлических эксплуатируемых подкрановых балок при проведении экспертизы промышленной безопасности // Символ науки: международный научный журнал. 2015. № 10–2. С. 102–109. EDN SMKQEM.
  2. Xie Y. Anti-fatigue performance analysis on steel crane beam // Sensors & Transducers. 2013. Vol. 21. Special Issue. Pp. 73–77.
  3. Sowa L., Skrzypczak T., Kwiatoń P. The effect of the gantry crane beam cross section on the level of generated stresses // MATEC Web of Conferences. 2018. Vol. 157. P. 02047. doi: 10.1051/matecconf/201815702047
  4. Rykaluk K., Marcinczak K., Rowinski S. Fatigue hazards in welded plate crane runway girders — Locations, causes and calculations // Archives of Civil and Mechanical Engineering. 2018. Vol. 18. Issue 1. Pp. 69–82. doi: 10.1016/j.acme.2017.05.003
  5. Danilov A., Tusnina O. Non-disruptive method to decrease stresses in the web of the crane beam // E3S Web of Conferences. 2021. Vol. 263. P. 02022. doi: 10.1051/e3sconf/202126302022
  6. Hong Y., Lu Y., Zheng Z. Initiation and propagation of short fatigue cracks in a weld metal // Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures. 1989. Vol. 12. Issue 4. Pp. 323–331. doi: 10.1016/0142-1123(89)90268-5
  7. Meng D., Li G., Tan D., Yang S. Finite element analysis on crane girder with variable cross sections based on ANSYS // Sensors & Transducers. 2013. Vol. 21. Special Issue. Pp. 89–94.
  8. Крахмальный Т.А., Евтушенко С.И. Дефекты и повреждения металлических подкрановых балок производственных зданий // Строительство и архитектура. 2021. Т. 9. № 3. С. 11–15. doi: 10.29039/2308-0191-2021-9-3-11-15. EDN BTXPAR.
  9. Бабкин В.И. Оценка циклической трещиностойкости сварных подкрановых балок тяжелого режима работы : дис. ... канд. техн. наук. М., 1985. 164 с.
  10. Довженко А.С. Причины разрушения верхних поясных швов подкрановых балок // Материалы по стальным конструкциям. 1958. № 2. С. 195–209.
  11. Shuryn A., Mukhin A., Bryantsev A. Defects of steel crane beams and methods of their strengthening // E3S Web of Conferences. 2020. Vol. 212. P. 02016. doi: 10.1051/e3sconf/202021202016
  12. Патрикеев А.Б. О механизме разрушения верхних участков стальных подкрановых балок // Промышленное строительство. 1971. № 5. С. 38–43.
  13. Дмитриева О.А., Новикова М.А., Тарасова Д.А. Сварные подкрановые балки — проблемы расчета и причины разрушения // X Всероссийский фестиваль науки : сб. докл. 2020. С. 34–37. EDN UEJOFW.
  14. Нежданов К.Н., Кузьмишкин А.А., Гарькин И.Н. Предотвращение усталостных трещин в узле соединения рельса с подкрановой балкой // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 1–1. С. 161. EDN VIDVIX.
  15. Кубасевич А.Е. Устойчивость стенок подкрановых балок с усталостными трещинами в зоне сжатого пояса // Вестник гражданских инженеров. 2020. № 4 (81). С. 47–53. doi: 10.23968/1999-5571-2020-17-4-47-53. EDN OSJUXJ.
  16. Москвичев В.В., Чабан Е.А. Исследование напряженно-деформированного состояния подкрановых балок в штатных режимах эксплуатации // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии. 2016. Т. 9. № 4. С. 572–584. doi: 10.17516/1999-494X-2016-9-4-572-584. EDN WBXECR.
  17. Скляднев А.И., Сердюк В.В. Усталостная долговечность и мера повреждаемости верхней зоны стенки сварных подкрановых балок // Безопасность труда в промышленности. 2004. № 11. С. 34–36. EDN JVVWQP.
  18. Беляев Б.И., Корниенко В.С. Причины аварий стальных конструкций и способы их устранения. М. : Стройиздат, 1986. 206 с.
  19. Железнов А.А. Местная устойчивость стенок сварных подкрановых балок с трещинами : дис. … канд. техн. наук. Новосибирск, 1996. 144 с.
  20. Кикин А.И., Эглескалн Ю.С. Результаты обследования подкрановых конструкций, запроектированных по действующим нормам // Промышленное строительство. 1968. № 12. С. 38–39.
  21. Белый Г.И., Кубасевич А.Е. Влияние геометрических несовершенств сжатого пояса на несущую способность подкрановых балок с усталостными трещинами в стенке // Вестник гражданских инженеров. 2022. № 3 (92). С. 14–20. doi: 10.23968/1999-5571-2022-19-3-14-20. EDN GERMUB.
  22. Черкашин Е.Г. Исследование влияния способов усиления верхней зоны стенки подкрановых балок // Вестник магистратуры. 2022. № 5–1 (128). С. 29–32. EDN HYQWLG.
  23. Сабуров В.Ф., Серебренникова Е.Н., Фердер А.В. О некоторых особенностях формирования напряженно-деформированного состояния в стенке подкрановых балок при движении крана // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2022. Т. 22. № 2. С. 14–20. doi: 10.14529/build220202. EDN HTBLJC.
  24. Чалков Г.В. Напряжения в стенках подкрановых балок повышенного ресурса при местном кручении верхнего пояса : дис. … канд. техн. наук. Новосибирск, 2012. 175 с.
  25. Лампси Б.Б., Лампси Б.Б., Маркина Ю.Д. Усиление стальных подкрановых балок при модернизации технологического процесса // Приволжский научный журнал. 2022. № 2 (62). С. 24–28. EDN LBFVVY.
  26. Лампси Б.Б., Хисамова Л.Д., Хазов П.А. Расчетная оценка усталостной долговечности стальной подкрановой балки // Приволжский научный журнал. 2021. № 1 (57). С. 18–24. EDN JXTMTH.
  27. Емельянов О.В., Миннатов А.Р. Влияние эксцентриситета передачи нагрузки от колеса мостового крана на напряженное состояние стенки подкрановой балки // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования : тез. докл. 79-й междунар. науч.-техн. конф. 2021. С. 452. EDN IQXXZD.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».