Результаты испытаний и проектирование балок

Результаты испытаний и проектирование балок

Непосредственное использование данных лабораторных испытаний балок применительно к условиям эксплуатации реальных конструкций затруднительно. Тем не менее внимательный анализ и экстраполяция данных испытаний позволили разработать практические методы проектирования и технические условия на элементы конструкции балок.

Все детали конструкции балки, связанные с ее изготовлением, понижают предел выносливости готовой балки по сравнению с пределом выносливости исходного материала, причем степень понижения зависит от конкретных деталей конструкции. Перечень наиболее важных деталей конструкции балок с приближенной оценкой их влияния на предел выносливости сварных балок при пульсирующем цикле растяжения в одном из поясов и числе циклов до разрушения 2•106. Из перечисленных деталей конструкции только накладки на части длины пояса или иные детали, вызывающие концентрацию напряжений сходной интенсивности, понижают предел выносливости балки до очень малых значений.

Балки мостов и других сооружений, работающих при переменных нагрузках, редко подвергаются в эксплуатации усталостному нагружению, настолько неблагоприятному, как при испытания. Ввиду этого необходимо располагать методом экстраполирования имеющихся экспериментальных данных для определения предела выносливости при других условиях нагружения. Один из таких методов заключается в использовании диаграммы предельных напряжений. На этой диаграмме нанесены также основные расчетные напряжения, рекомендованные в 1963 г. техническими условиями на конструкции мостов Американского общества сварки, а также допускаемые напряжения для балок с накладками на часги длины пояса из углеродистых конструкционных сталей А 373 или А 36. Из приведенных данных видно, что многие балки могли бы удовлетворительно работать при переменной нагрузке, соответствующей рекомендуемым расчетным напряжениям. Однако те же данные показывают, что при некоторых условиях нагружения балки со стыками, накладками на части длины поясов и другими неблагоприятными деталями конструкции необходимо принимать пониженные расчетные напряжения. Возможно, что специальные ограничения необходимы также при использовании тонкой стенки, испытывающей поперечные деформации при рабочих нагрузках.

В настоящее время имеется достаточно данных, которые могут быть положены в основу проектирования балок, работающих при переменных нагрузках, однако имеется еще много нерешенных вопросов, имеющих большое практическое значение. Например, разные лаборатории при исследовании влияния на усталость одних и тех же факторов получили значительно отличающиеся результаты, хотя испытания проводились, казалось бы в совершенно одинаковых условиях. Встречается также необъяснимое расхождение в данных, получаемых в одной и той же лаборатории в разное время. Например, неясно, почему предел выносливости прокатных стальных балок с накладками на части длины поясов, полученный в 1948 г., оказался ниже предела выносливости сварных балок с аналогичными накладками, испытанных в более позднее время при том же диапазоне изменения напряжения. Неизвестны также причины получения при испытаниях 1948 г. несколько более высокого предела выносливости балок с прямоугольными концами накладок на части длины поясов, приваренных лобовым швом, по сравнению с аналогичными балками с накладками, имеющими сужающиеся концы. Более поздние испытания, по-видимому, показали некоторые преимущества накладок с сужающимися концами, без лобовых швов.

Еще один необъясненный экспериментальный факт связан с большой разницей в наклоне кривых усталости образцов одного и того же типа и размеров, имеющих, казалось бы, незначительные различия геометрической формы. Например, при испытаниях сварных балок с накладками на части длины поясов было установлено существенное преимущество накладок с сужающимися концами по сравнению с накладками с прямоугольными концами (тип А) при числе циклов до разрушения 100 • 103. Однако при числе циклов до разрушения 2-Ю6 предел выносливости балок с обоими вариантами концов накладок был практически одинаков. Далее, при сравнении пределов усталости балок с сужающимися концами накладок поясов (тип В) и балок с вогнутым очертанием концов накладок (тип С) оказалось, что при числе циклов до разрушения 100 — 103 выгоден тип В, тогда как при числе циклов до разрушения 2-Ю6 тип С имеет явное преимущество.

При сравнении балок со стыком в одной плоскости и вырезами в стенке и балок со ступенчатым стыком и вырезами в стенке (тип В) оказалось, что при числе циклов до разрушения 100- 103 более выгоден тип А, а при числе циклов до разрушения 2-Ю6 более выгоден тип В. При том же числе циклов наиболее высокий предел выносливости из всех испытанных балок имел тип Е (ступенчатый стык без вырезов в стенке), а наиболее низкий — тип А. Однако при числе циклов до разрушения 100- 10° тип А оказался несколько лучше, чем тип Е. Поведение балок при переменных напряжениях зависит от многих факторов и с трудом может быть предусмотрено при проектировании.

Можно пытаться объяснить такие противоречивые результаты испытаний влиянием, например, остаточных напряжений или локализированных надрезов в местах дефектов обработки. Продолжающиеся усталостные испытания, в том числе при различных циклах напряжения, могут дать ответ на некоторые из невыясненных вопросов, однако в данной области необходимы дальнейшие исследования.

При современном уровне знаний, несмотря на сравнительно малый разброс данных испытаний каждого из типов балок, по-видимому, целесообразно определять среднее значение предела выносливости для более широкой категории балок, например балок со стыками, с накладками на части длины поясов, с ребрами жесткости и т. д. и затем, приняв соответствующий коэффициент запаса прочности, использовать эти средние значения предела выносливости при проектировании соответствующих типов балок.

Читайте так же:

030 016 011 045 012 043 021 024

Комментарии запрещены.

Явление усталости

036 045 046 018 033 001
Усталость конструкций
Интернет магазин детской брендовой одежды из италии - одежда из италии интернет магазин. . http://roulette77.com How to succeed at advanced roulette strategy best working method. . La version américaine de roulette en ligne
Сопротивление усталости