Численный анализ работы арки из вальцованного U-образного профиля с результатами численных данных прямолинейного вальцованного металлического тонкостенного профиля | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 13 марта, печатный экземпляр отправим 17 марта.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №44 (282) ноябрь 2019 г.

Дата публикации: 01.11.2019

Статья просмотрена: 82 раза

Библиографическое описание:

Карабутов, М. С. Численный анализ работы арки из вальцованного U-образного профиля с результатами численных данных прямолинейного вальцованного металлического тонкостенного профиля / М. С. Карабутов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 44 (282). — С. 103-106. — URL: https://moluch.ru/archive/282/63528/ (дата обращения: 28.02.2021).



В данной статье показано распределение напряжений тонкостенных вальцованных арочных профилей.

Ключевые слова: вальцованный U-образный профиль системы MIC-120, деформации арок, арка, свод, компьютерное моделирование.

This article shows the stress distribution of thin-walled rolled arch profile.

Keywords: rolled U-shaped profile of MIC-120 system, arch, arch, computer modeling.

Сравним результаты работы смоделированных твердотельно в программном комплексе Solid Works арочного и прямолинейного вальцованных U образных профилей [1], [3], [4].

Цель: численное исследование распределения напряжений в тонкостенном вальцованном профиле.

Материалы и методы: гофрированность элемента при моделировании создаем с использованием оболочечных конечных элементов, учитывая тонкостенность профиля (Рис. 1, 2, 3). Методологической основой исследования является расчет методом конечных элементов. Профили был рассчитан методом конечных элементов и выявлены распределения напряжений.

Для определения распределения напряжений арочного профиля использовали модели пролетом 9,4м, 15,4м, 18м, 22м в виде двухшарнирной статически неопределимой арки, прямолинейные консоли-балки пролетом 0,7–6м и толщиной листа профиля 0,8мм, 1мм, 1,1мм, 1,2мм соответственно [1], [2]. При изучении работы прямолинейного профиля учитывалась работа при сжатой широкой полке или сжатой узкой, откуда получены редуцированные жесткостные характеристики [2], [5]. По результатам численного исследования работы арочного профиля определили предельно допустимые нагрузки по напряжениям и перемещениям (при закреплении арки из плоскости верхних полок). Численное значение предельной нагрузки ниже расчетных значений критической нагрузки, если учитывать редуцированные жесткостные характеристики, определенные для прямолинейного профиля при сжатии узких или широких полок [1], [3], [4], [5], [6], [7]. Загружения приложены к гофрированной полке профиля.

Результаты распределения напряжений арочного профиля показаны на рис.1,2 от действия гравитационной и радиальной нагрузки соответственно. По результатам напряжений определили максимально напряженные рабочие элементы профиля, воспринимающие сжатие и растяжение, по которым можно вычислить редуцированные геометрические характеристики эффективной площади поперечного сечения и момента сопротивления относительно оси.

По результатам численных исследований в виде двухшарнирной статически неопределимой арки получили, что в наиболее опасном сечении передача нагрузки учитывает несимметричность всего профиля, верхние полки передают нагрузку не равномерно всем сечением (при гравитационном загружении) [4]. Обратное наблюдается при загружении радиальной нагрузкой верхние и нижние полки работают как по образующей, так и в узле закрепления равномерна распределяя напряжения по всему сечению, которому близки ранее определенные жесткостные характеристики [1].

Рис. 1. Эпюра напряжений в арочном вальцованном тонкостенном профиле t=0,8–1,1мм. в узле закрепления (по всей арке также распределяются напряжения) (при вертикальной нагрузке)

Рис. 2. Эпюра распределения напряжений в узле закрепления вальцованной арки пролетом 18м t=0,8мм. (при радиальной нагрузке)

Рис. 3. Эпюра распределения напряжений по арке пролетом 18м t=0,8мм. (при радиальной нагрузке)

Результаты: определили напряженные зоны, несущие нагрузку, элементы профиля при радиальной и гравитационной нагрузках.

Обсуждения: оценили влияние несимметричного сечения при распределении напряжений в наиболее опасном сечении при загружении гидростатическим давлением и вертикальной равномерно распределенной нагрузками. Также показаны распределения напряжений в профиле при загружении радиальной и вертикальной нагрузках.

Выводы: из результатов видна причина повышенной деформативности и гибкости арки из вальцованного U образного профиля системы MIC-12 обусловленных тонкостенностью и гофрированностью элементов полки и стенок профиля.

Литература:

  1. Веселев Ю. А., Карабутов М. С. Численное определение редуцированных геометрических характеристик тонкостенных металлических вальцованных профилей //Легкие строительные конструкции, 2009. -112с.
  2. Веселев Ю. А., Карабутов М. С. Определение вероятности потери прочности арки из U-образного профиля с приведенными редуцированными геометрическими характеристиками. «СТРОИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА ИНЖЕНЕРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И СООРУЖЕНИЙ» № 1, 2013 год, 45–51с.
  3. Карабутов М. С. Численное изменение напряжений и перемещений арки из гофрированного U-образного тонкостенного профиля при загружении критической нагрузкой // Молодой ученый. — 2019. — № 42. — С. 15–18.
  4. Карабутов М. С. Численное определение критической нагрузки по предельным перемещениям и напряжениям арки из гофрированного U-образного тонкостенного профиля при загружении гравитационной нагрузкой // Молодой ученый. — 2019. — № 43. — С.
  5. ТУ 5262–144–02494680–04. Конструкции покрытия бескаркасных арочных зданий из гнутых стальных профилей. — М., 2004.-11с.
  6. Блейх Ф. Устойчивость металлических конструкций. — М.: Физматгиз. 1959. -544с.
  7. Еремеев П. Г., Киселев Д. Б., Арменский М. Ю. К проектированию бескаркасных конструкций арочных сводов из холодногнутых тонколистовых стальных профилей. // «Монтажные и специальные работы в строительстве». — 2004 — № 7.
Основные термины (генерируются автоматически): распределение напряжений, радиальная нагрузка, арочный профиль, узел закрепления, вертикальная нагрузка, неопределимая арка, опасное сечение, профиль, прямолинейный профиль, эпюр распределения напряжений.


Похожие статьи

Численное изменение напряжений и перемещений арки из...

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...

Численное определение критической нагрузки по предельным...

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

Сравнив напряжения и перемещения в арках из гофрированного U образного с гладким Т образного сечений и учитывая численно...

Численное сравнение напряженно-деформированных состояний...

Для определения напряжений и перемещений арочного профиля использовали модель пролетом 15,4м толщиной листа профиля

Рис. 1. Распределение напряжений в гофрированном профиле при гравитационной нагрузке на арку пролетом 15.24м t=1мм.

Численное определение поведения арки из вальцованного...

Ключевые слова: арка, двухшарнирная арка, гидростатическая нагрузка, статически неопределимая арка, равномерно распределенная нагрузка. В продолжение теоретического исследования вальцованных сводов из холодногнутых металлических профилей системы...

Результаты определения усилий в статически неопределимой...

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

Материалы иметоды: в продолжение теоретического исследования вальцованных сводов из холодногнутых металлических профилей системы...

Сравнение поведения твердотельно смоделированной арки из...

Далее рассчитаем арку с закреплением из плоскости с одной стороны профиля (меньшая полка), эпюры перемещений показаны на рис. 5. Данным расчетом моделируем арку свода, предыдущий профиль держит следующий несимметричный профиль из плоскости.

Результаты определения усилий в статически неопределимой...

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

Материалы иметоды: в продолжение теоретического исследования вальцованных сводов из холодногнутых металлических профилей системы...

Результаты определения усилий в статически неопределимой...

Ключевые слова: арка, двухшарнирная арка, ветровая нагрузка, статически неопределимая арка, метод сил.

В продолжение теоретического исследования вальцованных сводов из холодногнутых металлических профилей системы MIC-120, и создания методики их расчета...

Исследование статической работы клееных рам

Распределение касательных напряжений txy: эпюры имеют максимальные значения в верхней части вертикальных сечений...

Ключевые слова: статически неопределимая кольцевая рама, метод сил, эпюры изгибающих моментов, единичное и.

Похожие статьи

Численное изменение напряжений и перемещений арки из...

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...

Численное определение критической нагрузки по предельным...

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

Сравнив напряжения и перемещения в арках из гофрированного U образного с гладким Т образного сечений и учитывая численно...

Численное сравнение напряженно-деформированных состояний...

Для определения напряжений и перемещений арочного профиля использовали модель пролетом 15,4м толщиной листа профиля

Рис. 1. Распределение напряжений в гофрированном профиле при гравитационной нагрузке на арку пролетом 15.24м t=1мм.

Численное определение поведения арки из вальцованного...

Ключевые слова: арка, двухшарнирная арка, гидростатическая нагрузка, статически неопределимая арка, равномерно распределенная нагрузка. В продолжение теоретического исследования вальцованных сводов из холодногнутых металлических профилей системы...

Результаты определения усилий в статически неопределимой...

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

Материалы иметоды: в продолжение теоретического исследования вальцованных сводов из холодногнутых металлических профилей системы...

Сравнение поведения твердотельно смоделированной арки из...

Далее рассчитаем арку с закреплением из плоскости с одной стороны профиля (меньшая полка), эпюры перемещений показаны на рис. 5. Данным расчетом моделируем арку свода, предыдущий профиль держит следующий несимметричный профиль из плоскости.

Результаты определения усилий в статически неопределимой...

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

Материалы иметоды: в продолжение теоретического исследования вальцованных сводов из холодногнутых металлических профилей системы...

Результаты определения усилий в статически неопределимой...

Ключевые слова: арка, двухшарнирная арка, ветровая нагрузка, статически неопределимая арка, метод сил.

В продолжение теоретического исследования вальцованных сводов из холодногнутых металлических профилей системы MIC-120, и создания методики их расчета...

Исследование статической работы клееных рам

Распределение касательных напряжений txy: эпюры имеют максимальные значения в верхней части вертикальных сечений...

Ключевые слова: статически неопределимая кольцевая рама, метод сил, эпюры изгибающих моментов, единичное и.

Задать вопрос