Численное определение напряжённого состояния свода из гофрированного U-образного тонкостенного профиля | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 22 августа, печатный экземпляр отправим 9 сентября.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №52 (290) декабрь 2019 г.

Дата публикации: 12.12.2019

Статья просмотрена: 30 раз

Библиографическое описание:

Карабутов, М. С. Численное определение напряжённого состояния свода из гофрированного U-образного тонкостенного профиля / М. С. Карабутов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 52 (290). — С. 32-36. — URL: https://moluch.ru/archive/290/65133/ (дата обращения: 12.08.2020).



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

Ключевые слова: вальцованный U-образный профиль системы MIC-120, напряжения в своде, равномерно распределенная нагрузка, гидростатическое давление, радиальная нагрузка, вальцованные конструкции, компьютерное моделирование.

Numerical study of stresses and displacements in the arch of the corrugated U-shaped thin-walled profile of the MIC-120 system when loaded with a uniformly distributed load.

Keywords: rolled U-shaped profile of MIC-120 system, stresses in the arch, uniformly distributed load, hydrostatic pressure, radial load, rolled structures, computer modeling.

Сравнив напряжения и перемещения в арках из гофрированного U образного профиля, при гидростатическом и гравитационном давлении определили возникновение наибольших напряжений в прямолинейных элементах, не гофрированных, при закреплении из плоскости [2], [3], [4]. Получив предельно допустимые нагрузки по предельно допустимым перемещениям и нормальным напряжениям, определим работу прямолинейных и гофрированных элементов в своде. Напряженно деформированное состояние определим моделированием элемента, вырезанного из свода, размерами dx на dy, с учетом образующей по радиусу, закрепленного с одной стороны и не закрепленного из плоскости [3].

Материалы и методы: По твердотельной модели, выполненной в программном комплексе Solid Works в виде свода размерами dx на dy из вальцованного профиля U образного сечения, загрузим радиальной и гравитационной нагрузками для определения распределения напряженно деформированного поведения свода без закрепления из плоскости. Арочные профили были рассчитаны методом конечных элементов и выявлены изменения напряжений и перемещений для оценки влияния жесткости из плоскости на распределение напряжений в гофрированном своде.

Для определения напряжений и перемещений арочного профиля использовали модель с толщиной листа профиля 0,6мм-1,2мм. В твердотельной модели загружение приложено к гофрированной нижней полке профиля, нормально граням.

толщина

профиля, мм

напряжения (норм)

МАХ,Н/м2

Напряжения (норм)

МIN, Н/м2

напряжения (танг)

МАХ,Н/м2

напряжения (танг)

МIN, Н/м2

величина

нагрузки, Н/мм2

перемещения вплоскости,

мм

перемещения из плоскости,

мм

0,6

1,26E+07

-2,51E+07

5,80E+06

-5,58E+06

0,0003894

гр.0,1035

0,2537

3,17E+07

-4,45E+07

1,08E+07

-1,02E+07

0,0003894

ра.0,0160

0,6115

0,7

9,24E+06

-1,98E+07

4,55E+06

-4,00E+06

0,0003894

гр.0,0801

0,1962

2,60E+07

-3,49E+07

8,14E+06

-7,34E+06

0,0003894

ра.0,1250

0,4732

0,8

7,03E+06

-1,58E+07

3,90E+06

-3,16E+06

0,0003894

гр.0,0640

0,1565

2,18E+07

-2,78E+07

6,82E+06

-5,45E+06

0,0003894

ра.0,1010

0,3782

0,9

5,89E+06

-1,29E+07

3,40E+06

-2,67E+06

0,0003894

гр.0,0052

0,0128

1,86E+07

-2,25E+07

5,65E+06

-4,36E+06

0,0003894

ра.0,0835

0,3100

1

5,18E+06

-1,09E+07

3,00E+06

-2,20E+06

0,0003894

гр.0,0436

0,1069

1,61E+07

-1,85E+07

5,26E+06

-3,66E+06

0,0003894

ра.0,0704

0,2592

1,1

4,53E+06

-9,41E+06

2,67E+06

-1,88E+06

0,0003894

гр.0,0369

0,0906

1,41E+07

-1,54E+07

4,69E+06

-3,12E+06

0,0003894

ра.0,0603

0,2202

1,2

4,00E+06

-8,21E+06

2,40E+06

-1,62E+06

0,0003894

гр.0,0317

0,0778

1,24E+07

-1,30E+07

4,23E+06

-2,69E+06

0,0003894

ра.0,0522

0,1895

4,32E+07

-4,51E+07

1,47E+07

-9,37E+06

0,0012647

ра.0,1817

0,6596

1,39E+07

-2,86E+07

8,36E+06

-5,63E+06

0,0012647

гр.0,1105

0,2708

Рис. 1. Эпюра распределения нормальных напряжений в узле закрепления вальцованного свода. (при гравитационном давлении)

Рис. 2. Эпюра распределения тангенциальных напряжений в узле закрепления вальцованного свода (при гравитационном давлении)

Рис. 3. Эпюра распределения нормальных напряжений в узле закрепления вальцованного свода. (при гидростатическом давлении)

Рис. 4. Эпюра распределения тангенциальных напряжений в узле закрепления вальцованного свода (при гидростатическом давлении)

Результаты: по результатам напряжениям и перемещений выявлено влияние закрепления из плоскости на напряженно деформированное состояние свода и необходимость использования разных редуцированных геометрических характеристик сечения в зависимости от закрепления из плоскости и вида загружения на своды [1], [3], [4]. Показаны эпюры распределения напряжений на рис.1–4.

Обсуждения: при отсутствии закрепления верхних полок из плоскости, по результатам численного расчета получили, что прямолинейные элементы профиля теряют устойчивость из плоскости и перераспределяется напряжения по всему поперечному сечению вальцованного профиля рис.1–4. Величина предельных перемещений из плоскости и определение предельно допустимой нагрузки на свод, являет собой предмет дополнительных исследований.

Выводы: получено соотношение перемещений в плоскости и из плоскости в соотношении с напряженным состоянием и величины нагрузки. По результатам численных расчетов в таблице, можно определить жесткостные редуцированные характеристики оболочки, по максимальным напряжениям и перемещениям.

Литература:

  1. Веселев Ю. А., Карабутов М. С. «Численное определение редуцированных геометрических характеристик тонкостенных металлических вальцованных профилей». «Легкие строительные конструкции»: сборник научных трудов. –Ростов-на-Дону: Рост. гос. строит. ун-т, 2009. -112с.
  2. 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. — URL
  3. 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. 19–22 — URL
  4. Карабутов М. С. Численный анализ работы арки из вальцованного U-образного профиля с результатами численных данных прямолинейного вальцованного металлического тонкостенного профиля // Молодой ученый. — 2019. — № 44. -С.103–106. — URL
Основные термины (генерируются автоматически): напряжение, вальцованный свод, плоскость, узел закрепления, эпюр распределения, гидростатическое давление, гравитационное давление, перемещение, вальцованный профиль, твердотельная модель.


Похожие статьи

Численный анализ работы арки из вальцованного U-образного...

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

Карабутов М. С. Численное изменение напряжений и перемещений арки из гофрированного U-образного тонкостенного профиля при загружении...

Численное изменение напряжений и перемещений арки из...

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...

Численное определение критической нагрузки по предельным...

Численное изучение напряжений и перемещений в арке из гофрированного U-образного

Ключевые слова: вальцованный U-образный профиль системы MIC-120, напряжения в

Влияние воздействия закрепления из плоскости или жесткости из плоскости свода было...

Численное определение поведения арки из вальцованного...

Ключевые слова: вальцованный U-образный профиль системы MIC-120, деформации арок, ветровая нагрузка, гидростатическое давление, гравитационная нагрузка, арка, свод

Для определения форм деформаций и перемещений арочного профиля использовали модели...

Численное сравнение напряженно-деформированных состояний...

Ключевые слова: вальцованный U-образный профиль системы MIC-120, ветровая нагрузка, гидростатическое давление, гравитационная нагрузка, арка, свод, приведение эквивалентного поперечного сечения, компьютерное моделирование.

Сравнение поведения твердотельно смоделированной арки из...

Сравнение поведения твердотельно смоделированной арки из вальцованного U-образного профиля с результатами экспериментальных данных из вальцованных металлических тонкостенных профилей при действии ветрового давления.

Демонстрация распределения гидростатического давления на...

Аналогично построим эпюру избыточного гидростатического давления. Избыточное давление на поверхности жидкости при l = 0 и h = 0 равно нулю.

Для демонстрации эпюры избыточного давления жидкости на плоские вертикальные и наклонные поверхности нами предлагается...

Результаты определения перемещений круговой арки от...

В продолжении теоретического исследования холодногнутых вальцованных металлических профилей системы MIC-120, и создания методики

Библиографическое описание: Карабутов М. С. Результаты определения перемещений круговой арки от гравитационной нагрузки...

Результаты определения усилий в статически неопределимой...

Усилия определим в вальцованном своде как двухшарнирной арке. Усилия в статически неопределимой арке определим применив метод сил. Форма загружения арки, геометрические постоянные, принятая система ОСМС и единичная нагрузка отражены на рис.1.

Похожие статьи

Численный анализ работы арки из вальцованного U-образного...

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

Карабутов М. С. Численное изменение напряжений и перемещений арки из гофрированного U-образного тонкостенного профиля при загружении...

Численное изменение напряжений и перемещений арки из...

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...

Численное определение критической нагрузки по предельным...

Численное изучение напряжений и перемещений в арке из гофрированного U-образного

Ключевые слова: вальцованный U-образный профиль системы MIC-120, напряжения в

Влияние воздействия закрепления из плоскости или жесткости из плоскости свода было...

Численное определение поведения арки из вальцованного...

Ключевые слова: вальцованный U-образный профиль системы MIC-120, деформации арок, ветровая нагрузка, гидростатическое давление, гравитационная нагрузка, арка, свод

Для определения форм деформаций и перемещений арочного профиля использовали модели...

Численное сравнение напряженно-деформированных состояний...

Ключевые слова: вальцованный U-образный профиль системы MIC-120, ветровая нагрузка, гидростатическое давление, гравитационная нагрузка, арка, свод, приведение эквивалентного поперечного сечения, компьютерное моделирование.

Сравнение поведения твердотельно смоделированной арки из...

Сравнение поведения твердотельно смоделированной арки из вальцованного U-образного профиля с результатами экспериментальных данных из вальцованных металлических тонкостенных профилей при действии ветрового давления.

Демонстрация распределения гидростатического давления на...

Аналогично построим эпюру избыточного гидростатического давления. Избыточное давление на поверхности жидкости при l = 0 и h = 0 равно нулю.

Для демонстрации эпюры избыточного давления жидкости на плоские вертикальные и наклонные поверхности нами предлагается...

Результаты определения перемещений круговой арки от...

В продолжении теоретического исследования холодногнутых вальцованных металлических профилей системы MIC-120, и создания методики

Библиографическое описание: Карабутов М. С. Результаты определения перемещений круговой арки от гравитационной нагрузки...

Результаты определения усилий в статически неопределимой...

Усилия определим в вальцованном своде как двухшарнирной арке. Усилия в статически неопределимой арке определим применив метод сил. Форма загружения арки, геометрические постоянные, принятая система ОСМС и единичная нагрузка отражены на рис.1.

Задать вопрос