» ГЛАВНАЯ > К содержанию номера
 » Все публикации автора

Журнал научных публикаций
«Наука через призму времени»

Сентябрь, 2017 / Международный научный журнал
«Наука через призму времени» №6 2017

Автор: Грунский Артур Александрович, Магистрант
Рубрика: Технические науки
Название статьи: разработка конструкции сварной балки двутаврового сечения

Статья просмотрена: 542 раз

УДК 62

Разработка конструкции сварной балки двутаврового сечения

Грунский Артур Александрович

Бакалавр наук

Санкт-Петербургский Государственный Морской Технический Университет,

г. Санкт-Петербург

 

Аннотация. Статья посвящена вопросам разработки конструкции сварной балки двутаврового сечения. Рассматривается поперечное сечение для сварной балки с учетом ее геометрических размеров. Особое внимание обращается на допускаемые напряжения возникающие при воздействии сосредоточенной силы. На основе вычислений было предложено оптимальное поперечное сечение исходя из механических характеристик материала и внешней нагрузки.

Ключевые слова: допускаемые напряжения, поперечное сечение, внешняя нагрузка.

Введение

В настоящее время одним из наиболее успешно применяющихся видов перекрытия являются балки.

Во-первых, балки являются универсальным приспособлением, которые могут упрочнить конструкцию исходя из геометрии самой конструкции .

Во-вторых - балки представляют собой профиль с разными видами сечений. Это обеспечивает экономию затрат на материал, является одним из основных элементов конструкции, что позволяет решать разнообразные технологические задачи.

В-третьих, при равнопеременных нагрузках обеспечивается целостность конструкции, в течении всего эксплуатационного периода, что позволяет уменьшить затраты на ремонт конструкции.

Основная часть

Балки- конструктивные элементы сплошного или сварного сечения, работающие на изгиб. Сварочные двутавры целесообразны и экономичны. Они позволяют изготовить профили с различными отношениями Jх/Jу, с разной шириной и толщиной вертикальных листов, а так же горизонтальных. Стойкость сварного двутавра высокого номера. Соединения балок должны быть технологичными в изготовке, то и есть простыми и экономичными в изготовлении. Соответствии требованиям общей компоновке всего сооружения и машины, в состав которых в качестве элемента входит рассматриваемая балка. Балки применяются для конструкций большой грузоподъемности.

При проектировании конструкции сварных балок учитывают следующие требования:

1.                  Жесткость конструкции исходя из условий балки

2.                  Расчетные напряжения в балке

3.                  Устойчивость

Исходные данные для разработки конструкции сварной балки двутаврового сечения

Материал:

Длина пролета между опорами: L=14 м

Внешняя нагрузка: 100 кН

Расстояние между приложенными силами: 2 м

Условие жесткости:

Распределенная нагрузка от веса собственной балки: q= 2 кН/м

1.                  Жесткость конструкции исходя из условий балки

Рис.1. Распределение поперечной силы Q и изгибающего момента M

Определяем толщину вертикального листа:

Требуемая высота из условия экономичности:

Требуемый момент инерции поперечного сечения балки

Момент инерции подобранного вертикального листа

Требуемый момент инерции горизонтальных листов балки

Момент инерции горизонтального листа, мал, поэтому им можно пренебречь

Тогда

Принимаем 25 см²

Принимаем сечение горизонтального листа 250 X 10 мм

Момент инерции подобранного поперечного сечения балки

2.                  Проверяем прочность основного металла полученного сечения по нормальным, касательным и эквивалентным напряжениям;

Определим статический момент половины площади сечения

Касательное напряжение на уровне центра тяжести балки в опорном сечении

Эквивалентные напряжения

3.                  Устойчивость

1.                  Общая устойчивость балки.

Величина расстояний между закреплениями

Применяем интерполяцию

Момент инерции относительно вертикальной оси

Устойчивость обеспечена т.к 1,69>1

2.                  Местная устойчивость балки

Среднее касательное напряжение в середине пролета

Определяем ординату центра тяжести сечения балки

Момент инерции проходящий через центр тяжести сечения пояса с рельсом

Условная длина для учета местного влияния сосредоточенной силы

При расчете принимаем  равной 1,так как условие работы балки происходит в легком режиме

Расчет ребер жесткости по трем вспомогательным величинам

Проверяем требуемую устойчивость

0,45>1, устойчивость вертикального листа в середине пролета вполне обеспечена

Устойчивость в опорном сечении обеспечена лучше ,чем в середине пролета.

Заключение

1.                  Разработана конструкция с учетом вышеприведенных условий.

2.                  Установлено оптимальное поперечное сечение двутавровой балки.

 

Список литературы:

1. Николаев Г.А., Винокуров В.А. Сварные конструкции. Расчёт и проектирование. - М.: Высшая школа, 1990
2. Николаев Г.А., Куркин С.А., Винокуров В.А. Сварные конструкции. Технология изготовления. Автоматизация производства и проектирования сварных конструкций. - ч. II, М.: Высшая школа, 2014
3. Николаев Г.А., Куркин С.А., Винокуров В.А. Сварные конструкции. Прочность сварных соединений и деформаций конструкций. -ч. 1, М.: Высшая школа,1982
4. Стрижнёв В.Н. Методическое пособие по расчёту и конструированию двутавровой балки. - Н.Новгород, 2011
5. Шебеко Л.П. Экономика, организация и планирование сварочного производства. -М.:Машиностроение, 2014



Комментарии:

Фамилия Имя Отчество:
Комментарий: