К вопросу применения САПР для оценки состояния несущих конструкций машиностроительных цехов | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №3 (14) март 2010 г.

Статья просмотрена: 24 раза

Библиографическое описание:

Овсянников Е. М., Овсянников В. Е. К вопросу применения САПР для оценки состояния несущих конструкций машиностроительных цехов // Молодой ученый. — 2010. — №3. — С. 36-38. — URL https://moluch.ru/archive/14/1221/ (дата обращения: 21.08.2018).

В данной статье рассмотрены вопросы применения систем автоматизированного проектирования для автоматизации оценки состояния несущих конструкций машиностроительных цехов.

Несущие конструкции машиностроительных цехов (подкрановые пути, колонны и т.д.) испытывают воздействие постоянных и циклических нагрузок, а также различных других факторов (температурного воздействия, колебаний грунта и т.д.), что приводит к постепенной потере прочности и разрушению. Отсюда следует, что для предотвращения возможных чрезвычайных ситуаций необходимо осуществлять постоянный мониторинг состояния и оценку устойчивости и прочности данных конструкций. Специалисты ООО «Ремэкс» проводят визуально-измерительные обследования несущих конструкций цехов различных производств (кузнечно-прессового, литейного, механосборочного и т.д.), по результатам которых можно оценить степень изношенности на качественном уровне. Наиболее частым видом повреждений являются трещины. Пример такого повреждения приведен на рис. 1:

 

Рис. 1. Пример трещины в бетонной колонне

 

Однако для того, чтобы оценить устойчивость и прочность конструкции одного только качественного обследования мало – необходимо его определить расчетным путем. Основные теоретические положения, касающиеся расчетов таких конструкций изложены в теории упругости [2] и сопротивлении материалов [1]. Ввиду большого объема вычислений возникла необходимость в приобретении пакета САПР, позволяющего проводить данные виды расчетов.

После анализа программных продуктов, предлагаемых отечественными и зарубежными поставщиками, выбор был остановлен на системе прочностного анализа Structure CAD Office. Система SCAD Office представляет собой набор программ, предназначенных для выполнения прочностных расчетов и проектирования строительных конструкций различного вида и назначения. Данная система была выбрана, прежде всего, потому, что она сертифицирована Госстроем РФ и Госатомнадзором РФ на соответствие нормативной документации, регламентирующей проведение работ в данной области.

В состав SCAD Office входят программы нескольких видов [3]:

·          вычислительный комплекс Structure cad (SCAD), является универсальной расчетной системой конечно-элементного анализа конструкций и ориентирован на решение задач проектирования зданий и сооружений достаточно сложной структуры;

·          вспомогательные программы, предназначенные для «обслуживания» SCAD и обеспечивающие форматирование и расчет геометрических характеристик различного вида сечений стержневых элементов (Конструктор сечений, КОНСУЛ, ТОНУС, СЕЗАМ), определение нагрузок и воздействий на проектируемое сооружение (ВеСТ), вычисление коэффициентов постели, необходимых при расчете конструкций на упругом основании (КРОСС), импорт данных из архитектурных систем и формирование укрупненных моделей (препроцессор ФОРУМ);

·          проектно-аналитические программы (КРИСТАЛЛ, АРБАТ, ЗАПРОС, ДЕКОР, КАМИН, ОТКОС), предназначенные для решения частных задач проверки и расчета стальных и железобетонных конструкций в соответствии с требованиями нормативных документов (СНиП, СП), расчета элементов оснований и фундаментов, расчетов и проверок элементов каменных и армокаменных конструкций на соответствие требованиям СНиП;

·          проектно-конструкторские программы (КОМЕТА, МОНОЛИТ), предназначенные для разработки конструкторской документации на стадии детальной проработки проектного решения;

·          электронные справочники (КоКон, КУСТ).

 

Вычислительный комплекс SCAD включает развитые средства подготовки данных, расчета, анализа результатов и не имеет ограничений на размеры и форму проектируемых сооружений. Тем не менее, для инженера-проектировщика во многих случаях важными являются «простые» задачи, решение которых занимает заметную часть времени. К таким задачам можно отнести проверку сечений элементарных балок, сбор нагрузок на элементы конструкций, определение геометрических характеристик составных сечений. Для решения этих задач и разработаны дополнительные программы-сателлиты. Вместе с вычислительным комплексом они составляют систему SCAD Office.

При разработке программ-сателлитов разработчиками была предусмотрена общность в представлении данных, способах управления, используемых формах проверки нормативных требований и показе результатов таких проверок, документировании работы. При этом любая из программ, входящих в систему SCAD Office, может использоваться в автономном режиме.

В частности, для расчета несущих конструкций используется модуль КАМИН. Приведем пример оценки устойчивости и прочности колонны, представленной на рис. 1. Исходные данные для расчета приведены в таблице 1 и на рис. 2.

Таблица 1

Исходные данные для расчета

Камень

Кирпич глиняный пластич. прессования

Марка камня

35

Раствор

цементный с минеральными пластификаторами

Марка раствора

4

Возраст кладки

Более 5 лет

Нормативный срок службы

25 лет

Механические повреждения конструкции

Трещины с раскрытием до 2 мм, пересекающие не более восьми рядов кладки (длиной до 60-65 см).

 

Рис. 2. Расчетная схема колонны

Ширина планки 50 мм

Шаг планок 400 мм

Толщина планки 6 мм

Уголок L63x6 (Уголок равнополочный по ГОСТ 8509-93)

Уголок из стали с расчетным сопротивлением Ry  = 23445.464 Нм2.

Результаты расчета приведены в таблице 2, диаграмма взаимодействий приведена на Рис. 3.

Таблица 2

Результаты расчета конструкции.

Проверено по СНиП

Проверка

Коэффициент использования

п. 5.38 Пособия к СНиП II-22-81, п. 5.45 Руководства   к СНиП II-B-2-71

Устойчивость в плоскости эксцентриситета при внецентренном сжатии

0.105

п. 5.38 Пособия  к СНиП II-22-81, п. 5.45 Руководства   к СНиП II-B-2-71

Устойчивость из плоскости эксцентриситета при центральном сжатии

0.1

 

Рис. 3. Диаграмма взаимодействий

Согласно проведенным в модуле КАМИН расчетам и построенной диаграмме взаимодействий можно сделать вывод о том, что прочность и устойчивость колонны, приведенной на рис. 1 удовлетворителен. Для проверки точности полученных результатов аналогичные расчеты были проведены вручную, которые показали достаточно высокую сходимость результатов (около 85%), что вполне достаточно для выполнения технических расчетов.

Заключение. В период с 2005 по 2010 год специалистами ООО  «Ремэкс» было обследовано большое количество несущих конструкций, работающих в самых различных условиях и применение систем автоматизированного проектирования полностью себя оправдало. Трудоемкость расчетов в среднем снизилась на 60%, что позволило более качественно производить экспертизу зданий и сооружений.

 

Библиографический список

1.             Прочность, устойчивость, колебания: Справочник в 3-х томах/ под. ред. И.А. Биргера. – М.: Машиностроение, 1968 г.

2.             Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика: Учеб. пособие для ВУЗов в 10 т. Т. VII. Теория упругости. – 5-e изд., стереот. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. – 264 с.

3.             http://www.scadgroup.com.

Основные термины (генерируются автоматически): SCAD, вычислительный комплекс, VII, CAD, диаграмма взаимодействий, плоскость эксцентриситета, оценка устойчивости, специалист ООО, теория упругости, автоматизированное проектирование.


Похожие статьи

Расчет многорядных соединений на вклеенных шайбах...

Расчет выполнен с помощью проектно-вычислительного комплекса SCAD. Комплекс реализует, конечно-элементное, моделирование статических и динамических расчетных схем, проверку устойчивости, выбор невыгодных сочетаний усилий...

Применимость программного комплекса SCAD для расчета...

Ключевые слова:прогрессирующее разрушение, вычислительный комплекс SCAD

Расчет устойчивости здания к прогрессирующему обрушению необходимо производить на особое

Для оценки прогрессирующего разрушения в ПК SCAD искусственно удаляется один или...

Перспективы использования метода конечных элементов...

...(Computer Aided Engineering – приложения для инженерных расчетов) распространяемых на базе геометрических CAD систем (Computer Aided Design – системы автоматизированного проектирования).

Системы автоматического проектирования в судостроении

САПС — система автоматизированного проектирования судов. Разработана фирмой ООО «ЛЕДА» (г. Николаев, Украина)

Трехмерные CAD-системы позволяют значительно ускорить процесс выпуска проектно-сметной документации, а также повысить точность проектирования.

Основные принципы системы автоматизированного...

САПР представляет собой организационно-техническую систему, состоящую из комплекса средств автоматизации проектирования, взаимодействующего с подразделениями проектной организации и выполняющего автоматизированное проектирование.

О дискретизации нормального сечения железобетонного элемента...

Количество элементарных участков бетона i и арматуры j определяется проектировщиком или заранее закладывается в вычислительные комплексы САПР при программировании расчета.

Использование SCADA-технологий в современных...

Для специалиста-разработчика системы автоматизации, так же как и для

автоматизированная разработка, дающая возможность создания программного обеспечения (ПО)

 осуществление сетевого взаимодействия между SCADA и ПК

Теоретические исследования напряжено-деформируемого...

Расчет балки выполнен в программном комплексе SCAD v11.5, в качестве конечного элемента используется прямоугольный конечный

И. Н., Родина Е. В. Экономическая эффективность проектирования в комплексе Аllplan по сравнению с существующими CAD-системами [Текст]...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Расчет многорядных соединений на вклеенных шайбах...

Расчет выполнен с помощью проектно-вычислительного комплекса SCAD. Комплекс реализует, конечно-элементное, моделирование статических и динамических расчетных схем, проверку устойчивости, выбор невыгодных сочетаний усилий...

Применимость программного комплекса SCAD для расчета...

Ключевые слова:прогрессирующее разрушение, вычислительный комплекс SCAD

Расчет устойчивости здания к прогрессирующему обрушению необходимо производить на особое

Для оценки прогрессирующего разрушения в ПК SCAD искусственно удаляется один или...

Перспективы использования метода конечных элементов...

...(Computer Aided Engineering – приложения для инженерных расчетов) распространяемых на базе геометрических CAD систем (Computer Aided Design – системы автоматизированного проектирования).

Системы автоматического проектирования в судостроении

САПС — система автоматизированного проектирования судов. Разработана фирмой ООО «ЛЕДА» (г. Николаев, Украина)

Трехмерные CAD-системы позволяют значительно ускорить процесс выпуска проектно-сметной документации, а также повысить точность проектирования.

Основные принципы системы автоматизированного...

САПР представляет собой организационно-техническую систему, состоящую из комплекса средств автоматизации проектирования, взаимодействующего с подразделениями проектной организации и выполняющего автоматизированное проектирование.

О дискретизации нормального сечения железобетонного элемента...

Количество элементарных участков бетона i и арматуры j определяется проектировщиком или заранее закладывается в вычислительные комплексы САПР при программировании расчета.

Использование SCADA-технологий в современных...

Для специалиста-разработчика системы автоматизации, так же как и для

автоматизированная разработка, дающая возможность создания программного обеспечения (ПО)

 осуществление сетевого взаимодействия между SCADA и ПК

Теоретические исследования напряжено-деформируемого...

Расчет балки выполнен в программном комплексе SCAD v11.5, в качестве конечного элемента используется прямоугольный конечный

И. Н., Родина Е. В. Экономическая эффективность проектирования в комплексе Аllplan по сравнению с существующими CAD-системами [Текст]...

Задать вопрос