Численное изменение напряжений и перемещений арки из гофрированного U-образного тонкостенного профиля при загружении критической нагрузкой | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 20 марта, печатный экземпляр отправим 24 марта.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №42 (280) октябрь 2019 г.

Дата публикации: 17.10.2019

Статья просмотрена: 26 раз

Библиографическое описание:

Карабутов, М. С. Численное изменение напряжений и перемещений арки из гофрированного U-образного тонкостенного профиля при загружении критической нагрузкой / М. С. Карабутов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 42 (280). — С. 15-18. — URL: https://moluch.ru/archive/280/63106/ (дата обращения: 09.03.2021).



Численное изучение напряжений и перемещений в арке из гофрированного U-образного тонкостенного профиля системы MIC-120 при загружении критической нагрузкой.

Ключевые слова: вальцованный U-образный профиль системы MIC-120, напряжения в арках, ветровая нагрузка, гидростатическое давление, критическая нагрузка в арках из вальцованных конструкций, компьютерное моделирование.

Numerical study of stresses and displacements in a corrugated U-shaped thin-walled arch of the MIC-120 system under critical load.

Keywords: rolled U-shaped profile of MIC-120 system, stresses in arches, wind load, hydrostatic pressure, critical load in arches of rolled structures, computer modeling.

Сравнив напряжения и перемещения в арках из гофрированного U образного с гладким Т образного сечений и учитывая численно жесткостные характеристики рекомендованными техническими условиями ТУ 5283–147–02494680–2004 определили необходимость учета коэффициента условий работы вальцованной конструкции [5]. Получив нормальные напряжения, превышающие предельные при загружении критической нагрузкой, определим величину предельной нагрузки, при которой перемещения и нормальные напряжения не будут превышать предельных значений [2].

Материалы и методы: По имеющейся твердотельной модели, выполненной в программном комплексе Solid Works в виде арочного вальцованного профиля U-образного сечения пролетом 18 м, загрузим распределенной нагрузкой для сравнения напряженного состояния и величины перемещений в арке [1]. Формы поперечных сечений показаны на рисунке 3 статьи. Арочные профили были рассчитаны методом конечных элементов и выявлены изменения напряжений и перемещений при изменении гидростатического давления.

Для определения напряжений и перемещений арочного профиля использовали модель пролетом 18м толщиной листа профиля 0,8мм в виде двухшарнирной статически неопределимой арки. Закрепляем связями верхние грани профилей из плоскости изгиба, учитывая, что в реальных конструкциях сводов соседние стенки профилей сцеплены и сдерживают друг друга. Загрузим арку критическим гидростатическими давлениями рассчитанному по [4]. В твердотельной модели загружение приложено к гофрированной нижней полке профиля, нормально граням.

Результаты вычислений по нормальным напряжениям отражены на графике№ 2. На графике 2 показано начало превышения предельного напряжения Ry = 35000 т/м2=343232,75кН/м2=343232750Н/м2 происходящем уже при . Пример распределения напряжений в узле крепления показан на рисунке 1 представлены цветовой графикой. Таким образом при нагрузке выше в конструкции надо учитывать усталость.

Сравним результаты расчетов по предельным перемещениям, изменения перемещений в зависимости от изменения нагрузки отражены на графике№ 1. Предельные перемещения наступают при .

Рис. 1.изменения перемещений от критической нагрузки в гофрированном арочном профиле полученных твердотельным моделированием пролетом 18м t=0,8мм. (при гидростатическом давлении)

Рис. 2.изменения напряжений от критической нагрузки в гофрированном арочном профиле полученных твердотельным моделированием пролетом 18м t=0,8мм. (при гидростатическом давлении)

Рис. 3.Эпюра распределения напряжений в узле закрепления вальцованной арки пролетом 18м t=0,8мм. при превышении предельных нормальных напряжений (при гидростатическом давлении)

Данные расчета получены при действии гидростатической нагрузки при закреплении стенок профилей конструкции из плоскости. При отсутствии диафрагм жесткости жесткость в плоскости работы уменьшается и напряжения меняются. Влияние воздействия закрепления из плоскости или жесткости из плоскости свода было показано ранее при сравнении перемещений и форм деформаций экспериментальных данных с численным расчетом [3].

Результаты: по результатам напряжениям и перемещений получены предельные значения от критической нагрузки для вальцованных тонкостенных конструкций при условии закрепления верхних граней из плоскости. Показаны эпюры распределения напряжений в узлах закрепления.

Обсуждения: величина нагрузки, при которой наступают превышения предельных напряжений значительно ниже теоретического значения критической нагрузки, но конструкция может нести нагрузки, превышающие критическую, и конструкция работает в состоянии усталости. Это являет собой предмет дополнительных исследований.

Выводы: получены максимально возможные предельные величины нагрузок от значения критической гидростатической нагрузки при наступлении предельных нормальных напряжений и перемещений.

Литература:

  1. Ю. А. Веселев, М. С. Карабутов Приведение вальцованного U-образного профиля с редуцированными жесткостными характеристиками к гладкому тавровому профилю. // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. -2012 год. № 1, -С.30–37.
  2. Ю. А. Веселев, М. С. Карабутов К вопросу о надежности тонкостенных металлических сводов из вальцованных профилей//«Строительство-2013» «Современные проблемы промышленного и гражданского строительства» «материалы международной научно-практической конференции». -Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2013. -43с.
  3. М. С. Карабутов Сравнение поведения твердотельно смоделированной арки из вальцованного U-образного профиля с результатами экспериментальных данных при действии ветрового давления. //Молодой ученый. -2019год.№ 40, –С16–19.
  4. Л. В. Старцева, В. Г. Архипов, А. А. Семенов СТРОИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА в примерах и задачах. –М.: Издательство АСВ, 2013. -224 с.
  5. М. С. Карабутов Численное сравнение напряженно деформированных состояний арки из вальцованного U-образного профиля и арки с приведенным Т-образным сечением полученным по редуцированным жесткостным характеристикам определенным твердотельным моделированием. //Молодой ученый. -2019год.№ 41.
Основные термины (генерируются автоматически): критическая нагрузка, гидростатическое давление, напряжение, перемещение, арка, гофрированный арочный профиль, конструкция, распределение напряжений, твердотельное моделирование, узел закрепления.


Похожие статьи

Численное сравнение напряженно-деформированных состояний...

Для определения напряжений и перемещений арочного профиля использовали модель пролетом 15,4м толщиной листа профиля гофрированного профиля 1мм, в виде двухшарнирной статически неопределимой арки [1]. Закрепляем связями стенки профилей из...

Сравнение поведения твердотельно смоделированной арки из...

Сопоставив результаты твердотельного моделирования гофрированной арки с экспериментальными данными по трем точкам формы деформаций близки. Разница в результатах перемещений объясняется, с одной стороны, динамической ветровым...

Результаты определения усилий в статически неопределимой...

Ключевые слова: арка, двухшарнирная арка, гидростатическая нагрузка, статически неопределимая арка, равномерно распределенная нагрузка

Айрумян Э. А., Румянцева И. А. Прочность и надежность бескаркасных арочных зданий из стальных холодногнутых профилей...

Численное определение поведения арки из вальцованного...

Деформации/перемещения при нагрузке в коньке арки пролетом 9.4м t=0,9мм. Результаты: получены формы деформаций и перемещения при воздействии ветрового, гидростатического, гравитационного давления и сосредоточенной нагрузки в зависимости от величины пролета...

Результаты определения усилий в статически неопределимой...

Ключевые слова: арка, двухшарнирная арка, радиальная нагрузка, статически неопределимая арка, гидростатическое давление, метод сил.

Цель: определить усилия в статически неопределимой двухшарнирной арке от гидростатического давления в буквенном выражении.

Анализ нагрузок, действующих на элементы конструкции ГТД

Напряжения, вызывающие разрушение конструкции, во

Анализ разрушений конструкций показывает, что часть из них происходит из-за температурных напряжений в материале.

Распределение температурных полей по профильной части пера лопатки и по внутренней...

Результаты определения усилий в статически неопределимой...

Ключевые слова: арка, двухшарнирная арка, радиальная нагрузка, статически неопределимая арка, гидростатическое давление, метод сил. Усилия определим в вальцованном своде как двухшарнирной арке. Усилия в статически неопределимой арке определим применив метод...

Обзор конструктивных решений арочных покрытий для...

Большепролетные конструкции покрытий можно разделить по их статической работе на две основных

Балочные, рамные и арочные, плоскостные системы большепролетных покрытий

Классификация арочных покрытий по типу сечения. Высота сечения арки зависит от пролета и...

Расчет напряженно-деформированного состояния рамы навесного...

Рис. 2. Карта эквивалентных напряжений по Мизесу. Наиболее нагруженными оказались верхние стороны балок, испытывающие сжимающие

Проведенные исследования напряженно-деформированного состояния рамы плуга при статическом действии нагрузок позволили...

Похожие статьи

Численное сравнение напряженно-деформированных состояний...

Для определения напряжений и перемещений арочного профиля использовали модель пролетом 15,4м толщиной листа профиля гофрированного профиля 1мм, в виде двухшарнирной статически неопределимой арки [1]. Закрепляем связями стенки профилей из...

Сравнение поведения твердотельно смоделированной арки из...

Сопоставив результаты твердотельного моделирования гофрированной арки с экспериментальными данными по трем точкам формы деформаций близки. Разница в результатах перемещений объясняется, с одной стороны, динамической ветровым...

Результаты определения усилий в статически неопределимой...

Ключевые слова: арка, двухшарнирная арка, гидростатическая нагрузка, статически неопределимая арка, равномерно распределенная нагрузка

Айрумян Э. А., Румянцева И. А. Прочность и надежность бескаркасных арочных зданий из стальных холодногнутых профилей...

Численное определение поведения арки из вальцованного...

Деформации/перемещения при нагрузке в коньке арки пролетом 9.4м t=0,9мм. Результаты: получены формы деформаций и перемещения при воздействии ветрового, гидростатического, гравитационного давления и сосредоточенной нагрузки в зависимости от величины пролета...

Результаты определения усилий в статически неопределимой...

Ключевые слова: арка, двухшарнирная арка, радиальная нагрузка, статически неопределимая арка, гидростатическое давление, метод сил.

Цель: определить усилия в статически неопределимой двухшарнирной арке от гидростатического давления в буквенном выражении.

Анализ нагрузок, действующих на элементы конструкции ГТД

Напряжения, вызывающие разрушение конструкции, во

Анализ разрушений конструкций показывает, что часть из них происходит из-за температурных напряжений в материале.

Распределение температурных полей по профильной части пера лопатки и по внутренней...

Результаты определения усилий в статически неопределимой...

Ключевые слова: арка, двухшарнирная арка, радиальная нагрузка, статически неопределимая арка, гидростатическое давление, метод сил. Усилия определим в вальцованном своде как двухшарнирной арке. Усилия в статически неопределимой арке определим применив метод...

Обзор конструктивных решений арочных покрытий для...

Большепролетные конструкции покрытий можно разделить по их статической работе на две основных

Балочные, рамные и арочные, плоскостные системы большепролетных покрытий

Классификация арочных покрытий по типу сечения. Высота сечения арки зависит от пролета и...

Расчет напряженно-деформированного состояния рамы навесного...

Рис. 2. Карта эквивалентных напряжений по Мизесу. Наиболее нагруженными оказались верхние стороны балок, испытывающие сжимающие

Проведенные исследования напряженно-деформированного состояния рамы плуга при статическом действии нагрузок позволили...

Задать вопрос