Введение 3
1 Обзор литературы 4
1.1 Краткая классификация легких стальных тонкостенных профилей. Особенности их
работы 5
1.2 Понятие об устойчивости элементов тонкостенных профилей 7
1.3 Обзор актуальных источников в области проведения практических испытаний для
изучения местной устойчивости стенки холодногнутых профилей 10
1.4 Поиск актуальных методик для расчета местной устойчивости стенки при
закреплении профиля двумя полками на опоре 20
1.4.1 Анализ методики расчета по СП 260. 1325800.2016 20
1.4.2 Анализ методики расчета по Еврокод 3. Часть 1-3 23
1.4.3 Анализ альтернативных методик расчета 25
2 Создание базы данных с результатами испытаний 30
3 Построение расчетных моделей испытанных гнутых профилей в программном комплексе
ANSYS 36
4 Верификация конечно-элементных моделей испытанных гнутых профилей в программном
комплексе ANSYS 47
4.1. Анализ результатов 49
4.1.1. Сравнение экспериментальных данных с результатами расчета 49
5 Построение моделей термопрофилей в программном комплексе ANSYS 58
5.1. Построение модели 61
6 Параметрические исследования. Исследование влияния внутреннего радиуса изгиба, длины
участка действующей нагрузки и предела текучести на несущую способность 64
6.1 Влияние внутреннего радиуса изгиба на несущую способность термопрофиля 66
6.2 Влияние длины участка действующей нагрузки на несущую способность
термопрофиля 71
6.3 Влияние предела текучести на несущую способность термопрофиля 75
7 Разработка рекомендаций по расчету 79
7.1 Определение расчетной формулы для определения несущей способности 79
7.2 Разработка методики расчета термопрофилей 83
Заключение 87
Библиографический список 88
Приложение
В данной работе проведено исследование работы стенки термопрофилей и предложены рекомендации по расчету.
Объект исследования - холодногнутые С-образные термопрофиля.
Предметом исследования - потеря местной устойчивости стенки термопрофиля, закрепленного на опоре, в условиях действия местной поперечной нагрузки.
Цель работы следующая: на основе численных исследований оценить влияние параметрических характеристик (внутреннего радиуса изгиба, длины участка действующей нагрузки, предела текучести) на несущую способность стенки термопрофиля и ввести соответствующий поправочный коэффициент в формулу для расчета.
В задачи исследования входит:
1. Построить и верифицировать модели С-образных холодногнутых профилей в программном комплексе ANSYS, используя материалы публикации.
2. С помощью построенных конечно-элементных моделей исследовать работу стенки сплошного и перфорированного профиля при различных параметрах (внутренний изгиб, длина участка действующей нагрузки, предел текучести).
3. Оценить работу исследуемой стенки профиля при различных параметрах и разработать рекомендации по расчету.
Актуальность проведенного исследования состоит в том, что на сегодняшний день нет достаточного количества проведенных испытаний работы стенки при потери устойчивости от локальной нагрузки. Недостаточное количество информации по расчетам таких конструкций препятствует развитию такой технологии профилей.
Рассматриваемая проблема актуальна не только в пределах РФ, но и в целом мире.
Практическая значимость данной работы заключается в использовании данных, полученных в результате исследования работы стенки С-образных холодногнутых термопрофилей, при прочностном расчете таких конструкций, применяемых в проекте.
Работа состоит из Введения, семи глав, Заключения, Библиографического списка и Приложения. Общий объем работы - страниц. Библиографический список содержит 69 наименований.
В ходе проведенных исследований были проанализированы сплошные тонкостенные холодногнутые С-образные профили, а также в особенности термопрофили, закрепленные на опоре, при действии местной поперечной нагрузке на две полки.
По результатам работы получены следующие результаты:
1. Оценена применимость формулы для нахождения разрушающей
нагрузки при данном типе нагружения (соединения, крепления) из СП 260.1325800.2016 [1] проведенным параметрическим исследованием
тонкостенных холодногнутых С-образных профилей.
2. Найдены, проанализированы и одобрены экспериментально полученные коэффициенты для нахождения разрушающей нагрузки рассматриваемого типа нагружения. Данные коэффициенты проверены результатами построенных в программном комплексе ANSYS моделями тонкостенных С-образных профилей.
3. Проанализирована работа термопрофилей при данном типе нагружения и введен коэффициент редукции kred, учитывающий ослабление стенки рассматриваемого типа профиля. Также предложен вариант введения измененных определяющих коэффициентов в рассматриваемую формулу отечественных норм [1] для нахождения разрушающей силы на термопрофиль при данном типе нагружения.
Выделено основное направление дальнейшего развития:
1. Для усовершенствования методик расчета отечественных норм в области ЛСТК необходимо проведения экспериментальных испытаний термопрофилей при различных условиях работы.
Выполненная работа позволила создать достаточно основательную базу для дальнейших исследований в этой области, дала большое коли чество опыта при моделировании такого рода численных моделей в программном комплексе ANSYS, позволила грамотно подойти к оценке работе конструкций в данной
области.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
