10.26731/1813-9108.2018.2(58).8-18
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 верхней 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.
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.
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.