Введение к работе
... -
Актуальность проблемы. Современное состояние прикладной и вычислительной математики,материаловедения,мостостроения, машиностроения позволяет определить основные показатели долговечности и остаточного ресурса элементов транспортных конструкций с широким привлечением методов физического и математического моделирования,с использованием расчетных схем,максимально приближенных к условиям работы.
Большой вклад в решение проблем надежности транспортных конструкций внесли ученые: Александров А.В..Болотин В.В.,Бушин А.В., Бобылев К.Б..Бродский В.М..Гробовский P.M..Демешко Е.Л.,Иосилевс-i
В настоящее время на железных дорогах нашей страны эксплуатируется большое количество металлических пролетных строений,в том числе клепаных,изготовленных с конца прошлого столетия до середины текущего. Многие из них работали и работают при нагрузках,близких к допустимым,в условиях высоких скоростей движения поездов и одной из'самой высокой в мире грузонапряженности.Результаты обследований эксплуатируемых мостов показали, что проблема усталостного разрушения элементов клепаных пролетных строений з настоящее время стоит
очень остро.В свете вышесказанного одной из важнейших задач,как на стадии проектирования, так и на стадии эксплуатации является расчет долговечности элементов металлических пролетных строений мостов с учетом стадий зарождения и развития усталостных трещин.
Цель исследования. Благодаря работам многих ученых создана обширная экспериментальная и методологическая база,позволяющая определить основные показатели долговечности и остаточного ресурса элементов клепаных пролетных строений мостов. Но до настоящего времени при оценке долговечности элементов не учитывалась стадия живучести, поэтому в диссертации поставлена задача разработать алгоритм расчета показателей долговечности элементов клепаных пролетных строений на стадии роста усталостных трещин.
Несмотря на многообразие подходов к вопросу о многостадийности процесса усталостного разрушения,в практических расчетах его принимают состоящим, по крайней мере,из двух стадий : первая - накопления рассеянных повреждений; вторая - развития макротрещины. Границы стадий устанавливаются в зависимости от используемой модели.Поэтому.для того.чтобы разработать алгоритм оценки долговечности на стадии роста усталостных трещин,необходимо определить, какая из существующих моделей накопления рассеянных повреадений позволяет достоверно определить показатели долговечности рассматриваемых элементов конструкции на первом этапе разрушения. В работе задача Еыбора приоритетной модели решена ка основе системотехнического анализа и численной реализации рада наиболее- раопрестрз-кенкы< моделей накопления ' рассеянных повреждений на примере
- o-
раскосов клепаных пролетных строений. Научная новизна.
Разработан алгоритм расчета долговечности (живучести) раскосов эксплуатируемых клепаных пролетных строений на стадии развития усталостных трещин.
Разработано программное обеспечение,позволяющее моделировать рост усталостных трещин заданной ориентации в раскосах эксплуатируемых клепаных пролетных строений с учетом стохастического-характера нагрузки,особенностей работы заклепочного соединения и геометрии сечения.
Установлены характеристики уравнения Кэриса-Зрдогана для литого железа.
Получены результаты моделирования процесса роста усталостных трещин в образцах из литого железа и раскосах пролетных строений" при воздействии эксплуатационной нагрузки.
Исследованы закономерности изменения скорости роста усталостных трещин в зависимости от типа проходящего по мосту подвійного состава.
Предлагается вариант адаптации полученных результатов исследо
вания к решению прикладных задач оценки долговечности элементов
эксплуатируемых пролетных строений на этапе роста усталостных
трещин. ... ....
Проведен системотехнический анализ и численная реализация ряда наиболее распространенных моделей накопления рассеянных пов-
реждений на примере раскоса клепаного пролетного строения с учетом закономерностей работы соединения и случайного характера нагрузки.
Достоверность полученных результатов подтверждена сопоставлением с результатами экспериментальных обследований мостов и характеристиками, полученными при испытании образцов из литого железа.
Практическая ценность.Практическая ценность работы заключается в том,что полученные результаты исследования и моделирования скорости роста трещин могут быть использованы для решения инженерных задач оценки усталостной долговечности (живучести) элементов клепаных пролетных строении.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались:
l.Ha международной научно-технической конференции"Расчетные методы механики деформированного твердого тела".Новосибирск, 11-14 сентября 1995.
2.На международном симпозиуме "Безопасность перевозочных процессов". Москва, 25-28 апреля 1995 г.
3.На семинарах кафедры "САПР транспортных конструкций и сооружений" (МШа).
На защиту выносятся:
- алгоритм оценки долговечности элементов клепаных пролетных строений на этапе развития усталостной тресшны;
- результаты моделирования и исследования скорости роста усталостных трещин в раскосах эксплуатируемых клепаных пролетных строений при воздействии эксплуатационных нагрузок.
Объем работы. Диссертация состоит из пяти глав,выводов,списка литературы и приложения. Она содержит 162 страницы,в том числе 27 рисунков и 10 таблиц.
