Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,021

ИССЛЕДОВАНИЯ РЕСУРСА СТЕРЖНЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ, РАБОТАЮЩИХ В УСЛОВИЯХ ИЗГИБА

Макарьина А.В.
Антропогенное воздействие в настоящее время стало первопричиной многих негативных процессов в природе и основным источником ее загрязнения. Проблема экологической безопасности в базовых отраслях промышленности связана с настоятельной необходимостью обеспечения работоспособности и надежности оборудования. Атомные энергетические установки и объекты химического машиностроения всегда являлись наиболее опасной областью промышленности для экологии окружающей среды. В этих отраслях достаточно часто используются стержневые и балочные системы в качестве вспомогательных, поддерживающих элементов конструкций, от надежности и долговечности которых зависит безопасность всего производственного процесса.

С целью компьютерного мониторинга несущей способности и ресурса стержневых элементов конструкций, работающих в условиях изгиба, был разработан программный продукт «Bend Beam», который позволяет выполнять численный анализ несущей способности и располагаемого ресурса изделий, прогнозировать их долговечность в условиях нестационарного силового и температурного воздействия, осуществлять мониторинг остаточного ресурса оборудования в режиме on-line.

С помощью разработанного программного продукта проведены обширные численные исследования кинетики процесса упругопластического деформирования стержня. Направление экспериментов: выявление зависимости значений накопленной деформации, дефекта конструкции, прогиба и угла поворота сечения стержневого элемента от величины и характера приложенной моментной нагрузки.

Ниже рассматривается эксперимент по выявлению зависимости величины прогиба от значения приложения моментной нагрузки. Стержневой элемент имеет следующие геометрические параметры: ширина поперечного сечения 6 мм, высота - 1 мм, длина стержня - 100 мм. Конструкционный материал - 15Х2МФА. Стержень одним концом жестко заделан, к свободному торцу приложен изгибающий момент М.

Значение момента повышалось от нуля до конкретного значения, которое в ходе эксперимента изменялось от 100 Н*мм до 299 Н*мм. Исследования проводилось на одном полуцикле работы конструкции.

Результаты экспериментов показали, что в упругой стадии работы конструкции соблюдается практически прямая зависимость между величиной моментной нагрузки и значением прогиба торца стержня. Для стали марки 15Х2МФА упругая стадия работы заканчивается при значении нагрузки 200 МПа.

Для упругопластического изгиба характер зависимости меняется. При значениях момента 200 - 240 МПа (пластическая работа элемента выражена слабо) исследуемая зависимость немного отклоняется от прямопропорциональной и приобретает характер экспоненциальной. Для значений внешней нагрузки от 270 МПа до 300 МПа характер зависимости - ярко экспоненциальный. Следует отметить, что для применяемого конструкционного материала значение 300 МПа является предельной нагрузкой (происходит полная потеря упругих свойств материала и конструкция становится непригодна для использования).

Таким образом, использование метода анализа ресурса конструкции, предложенного в программном комплексе «Bend Beam», оправданно, поскольку дает результаты, которые невозможно получить при тех же расчетах с помощью стандартных формул из курса сопротивления материалов.


Библиографическая ссылка

Макарьина А.В. ИССЛЕДОВАНИЯ РЕСУРСА СТЕРЖНЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ, РАБОТАЮЩИХ В УСЛОВИЯХ ИЗГИБА // Современные наукоемкие технологии. – 2005. – № 5. – С. 99-100;
URL: http://www.top-technologies.ru/ru/article/view?id=22979 (дата обращения: 20.10.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074