Вплив залишкових напружень на стійкість прямокутних пластин

Размещено на http://www.allbest.ru/

Відкрите акціонерне товариство Український науково-дослідний та проектний інститут сталевих конструкцій імені В.М. Шимановського

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Вплив залишкових напружень на стійкість прямокутних пластин

Антошина Тетяна Валентинівна

Спеціальність 05.23.01 - будівельні конструкції, будівлі та споруди

Київ - 2010

Вступ

Актуальність роботи. В Україні існує значний фонд сталевих будівельних конструкцій. Тільки у промисловості експлуатується близько 36 млн. т конструкцій і цей об'єм має тенденцію до збільшення.

Для виготовлення колон, кроквяних балок і ферм, спеціальних конструкцій будівель і споруд найчастіше застосовуються зварні двотаврові профілі, що сприяє розробці нових методів розрахунку і технологій виготовлення таких конструкцій на базі останніх досягнень науки і техніки.

Як відомо, залишковий напружений стан (ЗНС) неминуче виникає при виготовленні зварних конструкцій внаслідок застосування локального високотемпературного нагріву. Експериментально підтверджено зниження несучої здатності стислих зварних двотаврових елементів до 37% в порівнянні з елементами, у яких відсутні залишкові стискальні напруження (ЗСН) на крайках поясів. Несприятливий вплив ЗНС визначає розмежування коефіцієнтів поздовжнього вигину для розрахунку стислих елементів одного профілю: відмінність у величинах коефіцієнтів подовжнього вигину для двотаврових елементів без ЗСН і з ЗСН на крайках поясів може досягати 17%.

Робота є актуальною, оскільки присвячена розробці методології проектування економічних за витратами металу зварних конструкцій двотаврового профілю. Вирішення цієї проблеми неможливе без удосконалення методів визначення ЗНС в складових елементах зварного двотавра (поясах, стінці) та врахування його впливу при розрахунках стиснутих елементів конструкцій.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана на кафедрі будівельних конструкцій Донбаського державного технічного університету і відповідає актуальним напрямкам науково-технічної політики України в галузі розробки нових видів ефективних металевих конструкцій у відповідності з ДНТП 5.4. "Енерґоефективні та ресурсоощадні технології, обладнання та матеріали для зварних конструкцій і споріднених процесів", яка затверджена Постановою Кабінету Міністрів України від 24.12.2001 року № 1716 “Про затвердження науково-технічних програм з пріоритетних напрямків розвитку науки і техніки”. Дисертація виконувалася в рамках науково-дослідної роботи кафедри будівельних конструкцій ДонДТУ за темою "Вплив локальних термічних дій на міцність і стійкість елементів металевих будівельних конструкцій" №ДР 0109U008624 (НДР № 21К).

Метою роботи є теоретичне узагальнення та експериментальне обгрунтування методів визначення ЗНС в листових елементах сталевих конструкцій і врахування його впливу при розрахунках на стійкість, а також розробка методології проектування економічних за витратами матеріалу сталевих конструкцій з регульованим ЗНС.

Завдання досліджень:

удосконалити розрахункові методи визначення ЗНС в пластинах після регулювання локальними термічними впливами (ЛТВ), а також оцінки впливу ЗНС на стійкість прямокутних пластин;

розробити методику і провести експериментальні дослідження ЗНС в пластинах після регулювання ЛТВ, встановити можливість застосування для контролю ЗНС приладів неруйнуючого контролю;

розробити методику та провести експериментальні дослідження пластин для оцінки впливу ЗНС на стійкість;

удосконалити методи діагностики і контролю напруженого стану (НС) в елементах сталевих конструкцій приладами неруйнуючого контролю;

розробити методологію проектування економічних за витратами матеріалу сталевих конструкцій з регульованим ЗНС шляхом ЛТВ;

впровадити отримані в ході виконання роботи результати при вирішенні практичних завдань.

Об'єкти досліджень - напружено-деформований стан (НДС) і стійкість прямокутних пластин.

Предмет досліджень - вплив ЗНС на стійкість стиснутих пластин прямокутної форми.

Методи досліджень, що використані в роботі, являють собою сукупність експериментальних і теоретичних методів, спрямованих на одержання результату. Їхніми складовими є: методи математичного моделювання процесів виникнення ЗНС в сталевих прямокутних пластинах після регулювання ЛТВ; методи будівельної механіки при розрахунках пластин на стійкість з урахуванням впливу ЗНС; методи експериментального визначення ЗНС і його впливу на стійкість прямокутних пластин.

Наукову новизну одержаних результатів становлять:

удосконалені розрахункові методи визначення параметрів ЗНС, що виникає в прямокутних пластинах після регулювання ЛТВ, які базуються на апробованих підходах до вирішення такого роду задач;

удосконалений метод визначення стійкості прямокутних пластин з урахуванням впливу ЗНС;

вперше отримані дані про зміну ЗНС в прямокутних пластинах після регулювання ЛТВ;

вперше отримані експериментальні дані про вплив ЗНС на стійкість прямокутних пластин при різних видах регулювання ЛТВ;

удосконалений метод визначення ЗНС в сталевих конструкціях за допомогою приладів неруйнуючого контролю;

удосконалена методологія проектування економічних за витратами металу сталевих конструкцій з регульованим ЗНС.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблені методи визначення ЗНС, що виникає в сталевих елементах при виготовленні і регулюванні ЛТВ, і його впливу на стійкість пластин дозволяють виконати проектування більш економічних конструкцій у порівнянні з проектованими по відомих методиках СНиП II-23-81* і ДБН В.2.3-14:2006 за рахунок використання позитивного впливу ЗНС. Зниження маси конструкцій (до 15%) в основному досягається за рахунок зменшення товщини стінки двотаврів.

Реалізація роботи. Результати роботи в частині визначення ЗНС методами неруйнуючого контролю використані при обстеженні несучих металевих конструкцій трьох бункерів вантажно-складського комплексу шахти Червоноармійська-Західна в м. Червоноармійську Донецької обл.

Результати роботи в частині визначення ЗНС і його впливу на стійкість пластин використані при розрахунках і конструюванні балок перекриттів розважального комплексу "Party Zone" в м. Алчевську Луганської обл.

Результати роботи використовуються при викладанні дисциплін "Реконструкція будівель і споруд" та "Науково-дослідна робота студентів" на кафедрі будівельних конструкцій ДонДТУ.

Публікації. За темою дисертації опубліковано 10 робіт, у тому числі 7 у виданнях, що входять до переліку ВАК України (номери 3, 5-10 за списком). Без співавторів опубліковано 4 роботи і 3 роботи опубліковані в матеріалах і тезах конференцій.

Особистий внесок здобувача. Наукові положення дисертаційної роботи, які виносяться на захист, одержані автором самостійно або в співавторстві відповідно основним публікаціям, в яких особисто автору належать:

розроблені методи розрахункового визначення ЗНС в прямокутних пластинах після регулювання ЛТВ і оцінки його впливу при розрахунках пластин на стійкість;

методика та результати експериментального визначення ЗНС в прямокутних пластинах після регулювання ЛТВ руйнуючим і неруйнуючим способами;

результати експериментального визначення впливу ЗНС на стійкість прямокутних пластин;

обґрунтування можливості і необхідності регулювання ЗНС в прямокутних пластинах ЛТВ для підвищення стійкості пластин;

методика визначення ЗНС в сталевих конструкціях за допомогою приладів неруйнуючого контролю, а також оцінки залишкового ресурсу конструкцій будівель та споруд, що експлуатуються.

Апробація роботи. Основні положення і результати дисертації докладалися на таких семінарах, конференціях і колоквіумах:

VII Українській науково-технічній конференції "Металеві конструкції" (м. Дніпропетровськ, 2-6 жовтня 2000 р.);

27 науковій конференції студентів (м. Макіївка, 25 квітня 2001 р.);

науково-технічному семінарі "Діагностика в будівництві" (м. Дніпропетровськ, 15-20 травня 2002 р.);

міжнародній науково-практичній конференції "Захист від корозії і моніторинг залишкового ресурсу промислових будівель, споруд і інженерних мереж" (м. Макіївка, 9-12 червня 2003 р.);

IX Українській науково-технічній конференції "Металеві конструкції: сучасний стан і перспективи розвитку" (м. Київ, 9-11 вересня 2008 р.);

колоквіумі "Розрахунок і проектування просторових конструкцій" (м. Скадовськ, 7-10 вересня 2009 р.);

IV Міжнародній конференції "Ресурс і безпека експлуатації конструкцій, будівель і споруд" (м. Харків, 20-21 жовтня 2009 р.).

Структура і обсяг роботи. Дисертація складається зі вступу, п'яти розділів, загальних висновків, одного додатку, списку використаних літературних джерел. Викладена на 162 сторінках, в тому числі 129 сторінок основного тексту, 15 сторінок списку використаних джерел (142 найменування), 14 повних сторінок з таблицями і рисунками, 3 сторінки додатків.

1. Основний зміст роботи

У вступі викладена загальна характеристика роботи, включаючи актуальність, зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Наведено мету, завдання, характеристику об'єкта і предмета дослідження, методів досліджень, наукову і практичну цінність результатів роботи, відомості про впровадження й апробацію результатів досліджень, характеристику публікацій і особистий внесок автора в опублікованих роботах, відомості про структуру й обсяг дисертації.

У першому розділі наведено огляд методів розрахунку пластин на стійкість, вплива початкової недосконалості на стійкість пластин, огляд теоретичних і експериментальних досліджень ЗНС в зварних конструкціях, вплива залишкових напружень на стійкість листових елементів конструкцій. Проаналізовано роботи І.П. Байкової, К.П. Большакова, В.О. Вінокурова, Л.А. Глікмана, О.І. Голоднова, В.С. Ігнатьєвої, О.О. Казимірова, Б.С. Касаткіна, Ю.М. Колянко, С.О. Куркіна, Л.М. Лобанова, В.І. Махненка, А.Я. Недосеки, Г.О. Ніколаєва, М.О. Окерблома, Є.О. Патона, В.Г. Пєтушкова, Я.С. Підстригача, Г.Б. Талипова, В.І. Труфякова, П. Гійо, Х. Кіхара, Х. Луї, Ч. Массоне та ін.

На підставі проведеного огляду зроблені висновки, визначені завдання досліджень.

У другому розділі отримано закон розподілу залишкових напружень в пластинах при точковій температурній дії, а також визначене критичне навантаження енергетичним методом для прямокутних пластин з різними умовами закріплення з урахуванням ЗНС.

Закон розподілу залишкових напружень в полярних координатах:

;

;

,

де - межа текучості матеріалу,

- радіус плями нагріву;

- температура нагріву.

Закон розподілу залишкових напружень в декартових координатах:

Розглядалися пластини із зовнішнім стискаючим навантаженням, прикладеним по двох протилежних крайках. Закріплення пластин по контуру було шарнірним або жорстким. Зона пластичних деформацій приймалася у вигляді квадрата із розмірами х (рис. 1).

Критичне навантаження для пластини з шарнірним закріпленням країв складає:

Рис. 1. Розрахункова схема пластини

а) шарнірне закріплення країв

б) жорстке закріплення країв

,

;(7)

;

.

Критичне навантаження для пластини із жорстким закріпленням країв складає:

,

;

.

Формули (6)-(13) справедливі при співвідношеннях сторін .

Одержані залежності були використані при розрахунку експериментальних зразків-пластин (далі - пластин).

У третьому розділі приведені результати експериментальних досліджень ЗНС пластин неруйнуючим і руйнуючим методами.

Як експериментальні зразки були використані пластини розмірами 500х500 мм завтовшки 5 мм з вуглецевої сталі марки Вст3Гсп за ГОСТ 380-94 (=390 МПа, =540 МПа). Температура нагріву пластин в центрі була 800, 900, 1000 0С. Крім цього, було досліджено пластини в стані постачання (без нагрівання). Пластини в центрі розігрівалися за допомогою газового різака. Діаметр плями при розігріванні складав 16ч30 мм. Перед розігріванням в центрі майбутньої плями електродрилем просвердлювався отвір діаметром 1 мм для встановлення термопар. Охолодження пластин було природним (на відкритому повітрі) або примусовим (шляхом окроплення розігрітих ділянок пластин водою). Режим нагрівання й охолодження для кожної пластини був індивідуальним. Після охолодження пластини мали різну деформовану форму поверхні. Максимальна величина вигину для різних пластин становила 3 мм.

Наявність зон пластичних деформацій визначалася приладом - коерцитіметром КИФМ-1. При цьому враховувалося, що є однозначний кореляційний зв'язок між контрольованими параметрами і коерцитівною силою. Вимірювання виконувалися в такій послідовності: на поверхню пластин наносилася нерівномірна сітка (рис. 2, а); виконувалися вимірювання коерцитівних сил у всіх вузлах сітки, при цьому датчик встановлювався по чотирьох напрямках щодо осей симетрії пластини, по одержаних результатах будувалися ізолінії зміни коерцитівної сили в пластинах (рис. 2, б-д); для виявлення істинного характеру розташування ізоліній по пластині результати вимірювань коерцитівних сил в крапці по чотирьох напрямках усереднювалися (рис. 2, е).



Рис. 2. Дослідження ЗНС в пластинах електромагнітним методом

а) нерівномірна сітка

б) установка датчика по горизонталі

в) установка датчика по вертикалі

г) установка датчика під кутом 450 до горизонтальної осі

д) установка датчика під кутом 1350 до горизонтальної осі

е) ізолінії усередненої коерцитівної сили

За результатами обчислень побудовані графіки розподілу від центру пластини до краю при різних температурах нагрівання і для контрольної пластини в стані постачання (рис. 3).

Паралельно проводилися дослідження ЗНС пластин руйнуючим методом через вимірювання деформацій після розрізання. Деформації визначалися за допомогою наклеєних тензорезисторів і вимірювальної тензометрічної системи СИИТ-3. Це дозволило одержати розподіл залишкових напружень в елементах шляхом множення показів приладу на коефіцієнт тензочутливості. Для визначення головних напружень використовувалися прямокутні трьохелементні "розітки". Графіки розподілу головних напружень показані на рис. 4.

Проводився кореляційний аналіз результатів неруйнуючого і руйнуючого методів. Знайдена регресійна залежність залишкових головних напружень у1,2 від коерцитівних сил Нс для різних температур нагрівання:

- для температури нагрівання 800 0С:

;

;

- для температури нагрівання 900 0С:

;

;

A/см;

- для температури нагріву 1000 0С:

;

;

A/см.

У четвертому розділі приведені результати випробувань пластин на стійкість.

Пластини випробувалися в спеціальній установці (рис. 5, а), яка була змонтована на машині ГРМ-2А. Відліки бралися за шкалою В з межею вимірювання від 0 до 500 кН з ціною розподілу 1 кН. Погрішність вимірювання не перевищувала 1 % від величини навантаження.

При випробуваннях пластин з природним охолодженням визначався прогин центру пластини, з примусовим охолодженням визначався прогин і за допомогою тензорезісторів фіксувалися характер зміни і якісна оцінка головних напружень у1,2. Схема пластини показана на рис. 5, б. Для порівняння були випробувані пластини в стані постачання (без нагрівання). Навантаження виконувалося етапно до настання розвитку пластичних деформацій (утворення ліній Чернова-Людерса). Для виключення впливу залишкового вигину була виконана правка пластини з природним охолодженням і температурою нагрівання 900 0С. Графіки залежності "навантаження-прогин" для деяких пластин представлені на рис. 6.

Рис. 5. Випробування пластин на стійкість

а) схема установки для випробування пластин на стійкість:

1 - стенд; 2 - опорні пристосування; 3 _ розкріплюючі елементи; 4 - розподільна траверса; 5 - прогиномір 6ПАО.

б) розрахункова схема пластини

У п'ятому розділі виконано порівняльний аналіз одержаних теоретичних результатів з експериментальними, а також приведені дані про практичне застосування результатів досліджень.

По одержаних формулах (1) і (2) були побудовані графіки розподілу залишкових напружень, які виникають в пластинах примусового охолодження після нагріву до температур 800, 900 и 1000 0С. На рис. 7 наведені графіки розподілу напружень , порівняно з одержаними експериментальними графіками. На цих малюнках: 800, 900, 1000 - теоретичні дані для температур нагрівання відповідно 800, 900, 1000 0С; 800е, 900е, 1000е - експериментальні дані для температур нагрівання відповідно 800, 900, 1000 0С.

По формулах (6)-(9) були визначені критичні навантаження для пластин з температурою нагрівання в центрі 800, 900, 1000 0С. У цих формулах не враховано вплив залишкового вигину пластини. За наслідками експериментальних даних можна визначити ступінь зниження критичного навантаження з припущення зниження впливу залишкових напружень шляхом введення знижуючого коефіцієнта:

П1000 - пластина з температурою нагрівання 1000 0С;

П900 - пластина з температурою нагрівання 900 0С;

П900пр - аналогічна пластина після правки;

П800 - пластина з температурою нагрівання 800 0С;

П20 - пластина в стані постачання

.(17)

Тоді величина критичного навантаження з урахуванням (17) буде:

.(18)

Результати порівняння теоретичних розрахунків пластин на стійкість енергетичним методом і експериментальних досліджень наведені в таблицях 1, 2.

Таблиця 1 Теоретичні і експериментальні дані пластин з природним охолодженням

Марка пластини	Діаметр плями нагріву, мм	Теоретичні дані (енергетичний метод)	Експериментальні дані	Відносна погрішність відсотка запасу критичного навантаження П
		Критичне навантаження	Критичне навантаження з урахуванням	Критичне навантаження	Критичне навантаження з урахуванням вигину
		, кН	%	, кН	%	, кН	%	, кН	%
П800	19	217	16,6	196	5,4	-	-	320	18,5	242%
П900	22	259	38,9	210	12,6	440	62	325	20,4	62%
П1000	21	273	46,8	214	15,1	-	-	330	22,0	46%
П20		186		186		270		270

Таблиця 2 Теоретичні і експериментальні дані пластин з примусовим охолодженням

Марка пластини	Діаметр плями нагріву, мм	Теоретичні дані (энергетичний метод)	Експериментальні дані	Відносна погрішність відсотка запасу критичного навантаження П
		Критичне навантаження	Критичне навантаження з урахуванням	Критичне навантаження з урахуванням вигину
		, кН	%	, кН	%	, кН	%
П800И	26	271	45,7	214	14,8	280	3,7	75 %
П900И	18	224	20,3	198	6,6	290	7,4	12 %
П1000И	21	273	46,8	214	15,1	320	18,5	22 %
П20		186		186		270

Методика розрахунку пластин на стійкість з урахуванням ЗНС методом скінченних елементів (МСЕ) полягає в наступному:

Задається скінченно-елементна розрахункова схема.

Визначається зона залишкових розтягуючих напружень (ЗРН)

.

Визначається закон розподілу температури

.

До елементів, що знаходяться в зоні

,

прикладаються температурні впливи з урахуванням гіпотези про постійність температури по товщині пластини.

Виконується розрахунок із залученням сучасних обчислювальних комплексів.

Результати порівняння теоретичних розрахунків пластин на стійкість МСЕ і експериментальних досліджень наведені в таблицях 3, 4.

За результатами таблиці 3 можна зробити висновок про можливість застосування МСЕ для розрахунку пластин на стійкість з урахуванням ЗНС із природним охолодженням.

Одержана методика якісного контролю ЗНС, а також діагностики будівельних сталевих конструкцій, що експлуатуються, електромагнітним методом, яка полягає в наступному.

Таблиця 3 Теоретичні і експериментальні дані пластин з природним охолодженням

Марка пластини	Діаметр плями нагріву, мм	Теоретичні дані (МСЕ)	Експериментальні дані	Відносна погрішність відсотка запасу критичного навантаження П
		Критичне навантаження	Критичне навантаження з урахуванням	Критичне навантаження	Критичне навантаження з урахуванням вигину
		, кН	%	, кН	%	, кН	%	, кН	%
П800	19	262	40,9	211	13,5	-	-	320	18,5	37%
П900	22	303,7	63,3	224,9	21	440	62	325	20,4	3%
П1000	21	317,7	70,8	229,5	23,4	-	-	330	22,0	6%
П20		186		186		270		270

Таблиця 4 Теоретичні і експериментальні дані пластин з примусовим охолодженням

Марка пластини	Діаметр плями нагріву, мм	Теоретичні дані (МСЕ)	Експериментальні дані	Відносна погрішність відсотка запасу критичного навантаження П
		Критичне навантаження	Критичне навантаження з урахуванням	Критичне навантаження з урахуванням вигину
		, кН	%	, кН	%	, кН	%
П800И	26	308,4	65,8	226,4	21,7	280	3,7	83 %
П900И	18	269,1	44,7	213,4	14,8	290	7,4	50 %
П1000И	21	317,7	70,8	229,5	23,4	320	18,5	21 %
П20		186		186		270

На поверхню пластин наноситься розподільна сітка.

Виконуються вимірювання умовних коерцитівних сил у всіх вузлах сітки по чотирьох напрямках установки датчика.

Результати вимірювань умовних коерцитівних сил в точках по чотирьох напрямках усереднюються.

Обчислюються істинні значення коерцитівних сил (див. інструкцію приладу КИФМ_1).

По величині "стрибка" коерцитівних сил визначаються зони напружень, величини яких близькі до межі текучості матеріалу: виконується порівняння одержаних Нс з величинами коерцитівних сил металу в стані постачання, визначається відсоток "стрибка" Р, при Р>25% напруження наближаються до граничних.

По формулах (14)-(16) визначаються головні напруження.

Методологія проектування економічних конструкцій полягає в наступному.

Формується розрахункова схема конструкції і виконується розрахунок.

По знайдених зусиллях компонується перетин і визначається ЗНС, встановлюється необхідність регулювання ЛТВ.

Виконується розрахунок елементів з урахуванням ЗНС, викликаного ЛТВ.

Виконується конструювання на основі загальних принципів і спеціальних вимог до конструкцій з регульованим ЗНС.

термічний сталевий конструкція напружений

Загальні висновки

В результаті виконання комплексу теоретичних, експериментальних і натурних досліджень отримані наступні результати.

Удосконалені розрахункові методи визначення ЗНС в пластинах після регулювання ЛТВ, а також оцінки впливу ЗНС на стійкість прямокутних пластин. Розрахунками доведена можливість і обгрунтована необхідність регулювання ЗНС шляхом ЛТВ з підвищенням стійкості листових елементів на (10-20)%. Результати розрахунків добре узгоджуються з даними експериментальних досліджень.

Розроблена методика і проведені експериментальні дослідження ЗНС в пластинах після регулювання ЛТВ. Було встановлено, що характер розподілу напружень при віддаленні від центру нагріву однаковий незалежно від початкового НС пластини. НС в межах зони нагрівання практично не залежить від температури. При віддаленні від центру нагрівання спостерігаються характерні "стрибки" напружень в пластинах з температурами нагрівання 800 0С і 900 0С, а в пластині з температурою нагрівання 1000 0С спостерігається "спокійна" зміна напружень. Рекомендується виконувати регулювання ЗНС шляхом нагрівання до температури 1000 0С. Встановлено характерну зміну магнітних характеристик сталі в пластині, що дозволило обгрунтувати можливість застосування для контролю ЗНС приладів неруйнуючого контролю.

Розроблена методика і проведені експериментальні дослідження пластин з регульованим ЗНС на стійкість. В ході проведених досліджень було встановлено підвищення величин критичних сил для пластин з регульованим ЗНС у порівнянні з аналогічними даними для пластин без регулювання ЗНС. Величини критичних сил в пластинах з природним охолодженням при регулюванні ЗНС перевищують аналогічну величину для пластини без нагрівання: на 18,5 % - для пластини з температурою нагрівання 800 оС; на 20,4 % - для пластини з температурою нагрівання 900 оС; на 22,2 % - для пластини з температурою нагрівання 1000 оС. Величини критичних сил в пластинах з примусовим охолодженням при регулюванні ЗНС перевищують аналогічну величину для пластини без нагрівання: на 3,7 % для температури нагрівання 800 оС; на 7,4 % для температури нагрівання до 900 оС; на 18,5 % для температури нагрівання до 1000 оС. Наявність залишкового вигину знижує величину критичних сил. Ліквідація залишкового вигину сприяє підвищенню здатності пластини, що несе, приблизно на 35 %.

Удосконалені методи діагностики і контролю НС в елементах сталевих конструкцій приладами неруйнуючого контролю. Метод визначення ЗНС електромагнітним способом дозволив встановити, що в зоні розігрівання після охолодження формуються ЗРН високого рівня, що приводить до зміни магнітних характеристик. Коерцитівна сила збільшується на 23ч27 % залежно від температури нагрівання в пластинах з природним охолодженням і на 29ч40 % у пластинах з примусовим охолодженням. Розроблена методика діагностики технічного стану конструкцій, що експлуатуються, електромагнітним способом, яка дозволяє контролювати НДС конструкцій. Дана методика була застосована при обстеженні та визначенні технічного стану металевих конструкцій (балок перекриття на відм. +38,400 м бункерів вантажно-складського комплексу шахти Червоноармійська-Західна в Донецькій обл.).

Розроблена методологія проектування сталевих конструкцій з регульованим ЗНС шляхом ЛТВ. Методологія дозволяє за рахунок врахування впливу ЗНС проектувати економічні за витратами матеріалу сталеві конструкції двотаврового перетину. Доцільність застосування регулювання ЗНС в листових елементах доведена порівнянням варіантів конструкцій з різною товщиною стінки. Методологія використана при проектуванні балок перекриття пристроюваної частини будівлі розважального комплексу "Party Zone" в м. Алчевську Луганської обл. Економія металу на 1 т складає 19 %. Розроблена методологія застосована при обгрунтуванні можливості подальшої експлуатації головних балок цеху промислового підприємства. Вартість першого варіанту підсилення з введенням додаткових елементів майже в 3 рази перевищує вартість другого варіанту, при якому стійкість стінки підвищується за рахунок регулювання ЗНС. Таким чином, підвищення стійкості стінки балки шляхом створення ЗРН унаслідок ЛТВ економічно вигідне.

Список опублікованих праць

1. Голоднов А.И. Устойчивость прямоугольных пластин при наличии начальных напряжений / А.И. Голоднов, Т.В. Антошина // Металеві конструкції: доповіді на VII Українській наук.-техн. конференції. - Дніпропетровськ: ВАТ ДЗМК ім. І.В.Бабушкіна, 2000. - С. 63-67.

2. Антошина Т.В. Моделирование работы поясных и стеночных листов сварных двутавров КЭ ВК "Мираж" / Т.В. Антошина // Вісник Донбаської державної академії будівництва і архітектури. Збірник наукових праць. Вип. 2001-3(28): Матеріали 27 наукової конференції студентів. - Макіївка: ДонДАБіА, 2001. - С. 44-45.

3. Голоднов А.И. Разработка методики исследования напряженного состояния в элементах конструкций магнитным методом / А.И. Голоднов, А.П. Иванов, Т.В. Антошина // Стр-во. Материаловедение. Машиностроение: Сб. науч. тр. / ПГАСА. - Днепропетровск: ПГАСА, 2002. - Вып. 18. - С.37-43.

4. Иванов А.П. Изменение магнитных свойств материала при различных температурах локального нагрева / А.П. Иванов, Т.В. Антошина // Захист від корозії і моніторінг залишкового ресурсу промислових будівель, споруд та інженерних мереж: Матеріали наук.-практ. конф. (м. Донецьк, 9-12 червня 2003 р.). - Донецьк: УАМК, 2003. - С. 153-158.

5. Иванов А.П. Влияние локальных температурных воздействий на распределение напряжений в стальных пластинах / А.П. Иванов, Т.В. Антошина // Соврем. строит. конструкции из металла и древесины: Сб. науч. тр. / Одес. гос. академия стр-ва и архитектуры. - Одесса: ООО "Внешрекламсервис", 2008. - С. 122-126.

6. Антошина Т.В. Исследование зависимости магнитных свойств материала от напряженного состояния пластин при различных температурах локального нагрева / Т.В. Антошина, А.П. Иванов // Сб. науч. тр. / ДонГТУ. - Алчевск: ДонГТУ, 2009. - Вып. 28. - С. 346-354.

7. Антошина Т.В. Распределение остаточных напряжений в стальных пластинах при точечном нагреве / Т.В. Антошина, А.П. Иванов, А.И. Голоднов // Промислове будівництво та інженерні споруди. - 2009. - № 3. - С. 11-15.

8. Антошина Т.В. Экспериментальное определение напряженно-деформированного состояния стальных пластин, предварительно напряженных локальным термическим воздействием / Т.В. Антошина // Зб. наук. праць Українського науково-дослідного і проектного інституту сталевих конструкцій імені В.М. Шимановського. - К.: Вид. “Сталь”, 2009. - Вип. 3. - С. 152-164.

9. Антошина Т.В. Влияние остаточных напряжений на устойчивость пластин, предварительно напряженных локальным термическим воздействием / Т.В. Антошина // Зб. наук. праць Українського науково-дослідного і проектного інституту сталевих конструкцій імені В.М. Шимановського. - К.: Вид. “Сталь”, 2009. - Вип. 4 - С. 181-186.

10. Антошина Т.В. Влияние остаточных напряжений на устойчивость пластин, предварительно напряженных локальным термическим воздействием / Т.В. Антошина // Наук. вісн. будівництва / ХДТУБА, ХОТВ АБУ. - Харків: ХДТУБА, ХОТВ АБУ, 2005. - Вип. 53. - С. 104-110.

Размещено на Allbest.ru

...