Введение к работе
Актуальность темы. Массовый характер возведения опор ВЛ и порталов ОРУ, расширение области применения ветрогенераторов особо остро ставят вопрос повышения эффективности энергетического строительства. Поэтому изыскание путей дополнительной экономии стали и пересмотр существующей практики типового проектирования представляет важную проблему.
В связи с расширением международных связей возникла проблема со сроками проектирования и изготовления металлоконструкций. Система проектирования, существующая в настоящее время, не позволяет уложиться во временные рамки контракта, так как разработка чертежей КМ занимает несколько месяцев, затем следует разработка чертежей КМД. Организации-разработчики находятся в разных городах. Итак, на разработку проекта уходит около полугода вместо 3-4 месяцев, необходимых на проектирование и изготовление. Только по этой причине наша страна является неконкурентноспособной. Поэтому остро встал вопрос о сроках проектирования и качестве проекта.
В международной практике постоянно совершенствуется технология проектирования и изготовления воздушных линий электропередачи, в связи с чем изменяются условия участіи в торгах на право поставки тендерных конструкций. Для сохранения конкурентноспособности наших конструкций необходимо коренным образом пересмотреть подход к проектирова-
нию и созданию экономичных и технологичных в изготовлении опор воздушных линий электропередачи.
Для конкурентноспособности нашігх конструкций необходимо менять технологию изготовления, что ведет к изменению проектных решений, для чего необходима система автоматизированного проектирования, которая позволяет быстро реагировать на изменение технологии изготовления.
Цель и задачи диссертационной работы. Целью диссертации является разработка системы автоматизированного проектирования пространственных стержневых конструкций с учетом конструктивных ограничений и требований технологии заводского изготовления.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
исследовать рациональные типы геометрических схем и узловых сопряжений пространственных стержневых конструкций с учетом конструктивных ограничений и требований технологичности в изготовлении;
разработать систему автоматизированного проектирования и изготовления пространственных стержневых конструкций;
разработать универсальный алгоритм и программное обеспечение системы автоматизированного проектирования и изготовления;
создать и апробировать рациональные пространственные стержневые конструкции.
Научная новизна работы:
впервые предложена методика одностадийного автоматизированного проекпіровашія пространственных стержневых конструкций с учетом конструктивных ограничений и требований заводского изготовления, включающая расчетно-графиче-ский редактор и компьютерную контрольную сборку;
выявлены зависимости конструктивно-технологических ограничений для пространственных стержневых конструкций от их производственных показателей;
предложены новые рациональные типы узловых соединений и геометрических схем для опор, воспринимающих значительные внешние нагрузки.
На защиту выносятся:
система одностадийного автоматизированного проектирования пространственных решетчатых конструкций с учетом конструктивных и технологических ограничений;
результаты исследования эффективности разработанной системы при проектировании конкретных конструктивных типов опор ВЛ, ветрогенераторов, испытательных башен;
рекомендации по проектированию рациональных типов узлов;
новые типы узловых соединений и геометрические схемы для опор, воспринимающих значительные внешние нагрузки.
Практическая ценность. Предложенная система автоматизированного проектирования позволяет создавать опоры ВЛ минимальной массы, технологичные в изготовлешш и монтаже, применима при реальном проектировании конструкций и дает возможность снизить затраты металла до 12%.
Внедрение результатов исследования. Созданные автором алгоритмы и пакет программ для автоматизированного проектирования пространственных стержневых конструкций вошли в практику проектирования и изготовления ОАО "Донецкий завод высоковольтных опор".
Разработанные конструкции опор ветрогенераторов внедрены в компании "Kenetech Windpower, Inc" (США) при строительстве ветровых электростанций в Крыму и в Испании, башни испытательного полигона запроектированы и изготовлены для Донбасской государственной академии строительства и архитектуры.
Апробация работы. Основные научные положения, разработанные в диссертации, докладывались на следующих научно-технических конференциях: на Международной конференции "Металлостроительство-96" (Донецк-Макеевка, 1996 г.); на научно-технической конференции Донбасской государственной академии строительства и архитектуры (Макеевка, 1995 г.)
Публикации. По теме диссертации опубликовано пять работ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, основных результатов и выводов.
Работа изложена на 170 страницах, из них 101 страниц основного текста, 6 таблиц (6 страниц), 35 рисунков (30 страниц), 137 наименований литературы (16 страниц), 17 страниц приложений.