| Инд. авторы: | Москвичев В.В., Чабан Е.А. |
| Заглавие: | Несущая способность подкрановых балок в штатных и аварийных условиях эксплуатации |
| Библ. ссылка: | Москвичев В.В., Чабан Е.А. Несущая способность подкрановых балок в штатных и аварийных условиях эксплуатации // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - 2018. - № 2. - С.8-19. - ISSN 1813-9108. |
| Внешние системы: | DOI: 10.26731/1813-9108.2018.2(58).8-18; РИНЦ: 35361533; |
| Реферат: | rus: Высокий уровень износа основных производственных фондов инженерных сооружений и металлоконструкций, а также эксплуатация объектов в запроектных сроках способствуют возникновению аварийных ситуаций, вызванных большим накоплением повреждений. Для подкрановых балок мостовых кранов тяжелых режимов работы, эксплуатируемых в условиях циклического нагружения, характерно интенсивное накопление повреждаемости и длительные сроки эксплуатации с усталостными трещинами. Представлены результаты численных исследований несущей способности подкрановой балки в штатных и аварийных условиях эксплуатации на основе конечноэлементного анализа напряженно-деформированного состояния. По результатам проведенных расчетов получены распределения интенсивности напряжений, возникающих в верх-ней зоне стенки подкрановой балки по ее длине при различных величинах эксцентриситета нагружения, обусловленного смещением рельса от вертикальной оси сечения балки. Выявлено, что увеличение эксцентриситета нагружения ведет к ускоренному развитию аварийной ситуации с резким падением несущей способности подкрановой балки. Установлена зависимость напряженно-деформированного состояния стенки балки от ряда факторов в случае штатного режима эксплуатации и при возникновении аварийной ситуации. Показано, что наличие трещины приводит к перераспределению напряжений в стенке подкрановой балки. Рассмотрена зависимость скорости роста трещины от величины эксцентриситета нагружения балки и интенсивности напряжений, возникающих в вершине трещины. На основе традиционных методов механики разрушения выполнен анализ остаточного ресурса подкрановых балок с эксплуатационными дефектами. eng: The high level of wear of the fixed production assets of engineering constructions and metalwork as well as the opera-tion of objects in beyond design basis terms could cause the damage emergency due to the great amount of damage and loss. The inten-sive accumulation of damageability and the long terms of operation with fatigue cracks are characteristic of subcrane beams of bridge cranes of the heavy operating modes under the conditions of cyclic loading. The article presents the results of numerical researches of the bearing ability of a subcrane beam in regular and emergency operation on the basis of the final element analysis of the stress-strain state. By the results of the calculations, the distributions of tension intensity of stresses arising at the upper zone of a subcrane beam wall along its length at various values of eccentricity of the loading caused by the rail displacement from a vertical axis of the beam section are obtained. It has been found that the increase of the loading eccentricity could lead to the accelerated development of the emergency situation with the sharp decrease of the load-bearing capacity of the subcrane beam. The consistent patterns of the stress-strain state of the beam wall due to a number of factors in normal and in emergency operation have been determined. It has been shown that the crack could lead to the redistribution of stresses in the subcrane beam wall. The dependence of a crack growth rate on the size of eccentricity of beam loading has been considered and intensity of stresses arising at the top of the crack. Based on the traditional methods of fracture mechanics, the analysis of the residual resource of subcrane beams with operational defects has been made. |
| Ключевые слова: | аварийная ситуация; уста-лостная трещина; напряженно-деформированное состояние; интенсивность напряжений; подкрановая балка; residual resource; emergency; fatigue crack; stress-strain state; stress intensity; subcrane beam; остаточный ресурс; |
| Издано: | 2018 |
| Физ. характеристика: | с.8-19 |
| Цитирование: | 1. Москвичев В.В., Чабан Е.А. Исследование напряженно-деформированного состояния подкрановых балок в штатных режимах эксплуатации // Журнал СФУ. Техника и технологии. 2016. № 4. С. 572-584. 2. Москвичев В.В., Чабан Е.А. Исследование напряженно-деформированного состояния подкрановых балок в условиях аварийных ситуаций // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. 2016. № 5. С. 3-15. 3. Сабуров В.Ф. Особенности совместной работы крановых рельсов и подкрановых балок в подкрановых путях производственных зданий // Изв. вузов. Строительство. 1995. № 12. С. 8-13. 4. Сергеев А.В., Шафрай С.Д. Влияние особенностей напряженного состояния в подкрановых балках на их прочность и выносливость // Изв. вузов. Строительство. 1997. № 7. С. 9-12. 5. О состоянии подкрановых конструкций корпуса конверторного производства ОАО «Северосталь» / В. Н. Артюхов и др. // Промышленное и гражданское строительство. 2001. № 6. С. 31-34. 6. Васюта Б.Н. Некоторые особенности развития усталостных трещин в верхней зоне стенки сварных подкрановых балок // Изв. вузов. Строительство. 2003. № 10. С. 4-13. 7. Анализ предельных состояний подкрановых балок / М.П. Закревский и др. // Безопасность труда в промышленности. 2004. № 3. С. 31-33. 8. Крылов И.И., Тарасевич В.В. Живучесть эксплуатируемых сварных подкрановых балок с усталостными повреждениями // Изв. вузов. Строительство. 1998. № 2. С. 17-25. 9. Коцаньда С. Усталостное разрушение металлов. М. : Металлургия, 1976. 456 с. 10. Механика разрушения и прочность материалов : справ. пособие. Т. 4. Усталость и циклическая трещиностойкость конструкционных материалов. Киев : Наук. думка, 1990. 679 с. 11. Трещиностойкость и механические свойства конструкционных материалов технических систем / В.В. Москвичев, Н.А. Махутов, А.П. Черняев и др. Новосибирск : Наука, 2002. 334 с. 12. Механика разрушения и прочность материалов : справ. пособие Т. 4. Усталость и циклическая трещиностойкость конструкционных материалов. Киев: Наук. думка, 1990. 679 с. 13. Трощенко В. Т., Покровский В. В., Прокопенко А. В. Трещиностойкость металлов при циклическом нагружении. Киев : Наук. думка, 1987. 256 с. ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ Современные технологии. Системный анализ. Моделирование № 2 (58) 2018 14. Махутов Н.А. Деформационные критерии разрушения и расчет элементов конструкций на прочность. М. : Машиностроение, 1981. 272 с. 15. Скляднев А.И., Сердюк В.В. Усталостная долговечность и мера повреждаемости верхней зоны стенки сварных подкрановых балок // Безопасность труда в промышленности. 2004. № 11. С. 34-36. 16. Механика катастроф. Определение характеристик трещиностойкости конструкционных материалов. Методические рекомендации. М. : Изд. МИБ СТС. Ассоциация КОДАС, 1995. 360 с. |
