Д.Г. Зеленцов, О.А. Радуль
Исследование процесса развития напряжений в корродирующих пластинах с круговым вырезом
ГВУЗ “Украинский государственный химико-технологический университет”
Аннотация. Предлагается решение задачи долговечности плосконапряженной корродирующей пластины, ослабленной круговым вырезом. Рассматривается общий случай коррозионного взаимодействия, когда скорость коррозии зависит от механических напряжений. Процесс деформирования пластины в агрессивной среде моделируется путем численного решения задачи Коши для систем дифференциальных уравнений, описывающих процесс накопления геометрических повреждений в элементах конструкций, совместно с методом конечных элементов. Для решения задачи Коши используется алгоритм, основанный на применении аналитической формулы, которая определяет взаимосвязь между начальным и конечным значениями эквивалентного напряжения в окрестности некоторой точки, параметрами агрессивной среды, начальной толщиной и временем. В качестве таких точек используются узлы конечно-элементной сетки, которая имеет в данном случае неравномерную разбивку. Предложен адаптированный треугольный конечный элемент переменной толщины с 12 степенями свободы,обеспечивающий второй порядок аппроксимации функции толщины. Задачи напряженно-деформированного состояния и долговечности решаются в рамках плоской задачи теории упругости. Приводятся результаты численного эксперимента.
Ключевые слова: плосконапряженная пластина, коррозионный износ, концентратор напряжений, напряженно-деформированное состояние, долговечность, конечный элемент переменной толщины.
Е.В. Горохов, Я.В. Назим, Н.С. Смирнова, М.В. Бусько
Восстановление работоспособности приопорной зоны башенных конструкций
Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
Аннотация. Статья посвящена вопросам повышения эксплуатационных качеств электросетевых конструкций при реконструкции. Основным методом повышения уровня надежности электросетевых объектов является своевременная ликвидация дефектов в существующих конструкциях. Авторами выполнен анализ повреждений в приопорной зоне конструкций опор ВЛ, порталов ОРУ и стоек под электрооборудование. На основании анализа результатов диагностирования несущих конструкций предложены возможные варианты усиления баз конструкций, приведены достоинства и недостатки данных решений по сравнению с другими методами. Применение предложенных методов усиления позволяет решить ряд проблем, в частности значительно сэкономить средства по сравнению с заменой конструкции и (или) затратами, связанными с отключением системы электроснабжения, а также позволяет производить усиление и ремонт без сложных средств механизации для разгрузки конструкции. Однако решения о применении способов усиления индивидуальны и должны приниматься в каждом отдельно взятом случае с учетом разумных финансовых, технических затрат и возможностей. Предложенные методы усиления требуют развития нового подхода к проблеме восстановительных ремонтов и разработке критериев правильности принимаемых технических решений.
Ключевые слова: электросетевые конструкции, дефекты и повреждения, усиление.
О.Г. Архипов, О.В. Зинченко, Д.А. Ковалев, Р.Г. Заика
Оценка деградации сталей оборудования нефтеперерабатывающих и химических производств
Восточноукраинский национальный университет имени В. Даля, Технологический институт
Аннотация. Представленная работа выполнена в пределах комплексной программы НАН Украины “Проблемы ресурса и безопасности эксплуатации конструкций, сооружений и машин (РЕСУРС)”. Актуальность темы обусловлена большим количеством оборудования и аппаратуры, которая длительное время находится в работе в нефтеперерабатывающей и химической отрасли в условиях агрессивной среды. Значительная часть этого оборудования уже исчерпала свой запланированный ресурс или приближается к этому. Целью исследования было определение подходов к оценке степени деградации сталей 09Г2С и 20 после длительной эксплуатации на нефтеперерабатывающих и химических предприятиях. Заданием работы является определение электрохимических характеристик чувствительных к деградационным изменениям металла и тенденциям в их изменении. При исследованиях использовались стандартные методики, которые применяются при электрохимических экспериментах и металографических опытах.
Ключевые слова: электрохимическая коррозия, деградированная сталь, исходная сталь, потенциал коррозии, металлография, хлорид натрия.
Н.Г. Сайгак, К.Ф. Жаданова, П.В. Кокошуев
Оценка эксплуатационной надежности стальных конструкций каркаса промышленного здания с учетом неравномерных деформаций просадочного основания
Донбасская национальная академия строительства и архитектуры ООО “Настрой”
Аннотация. Рассматривается напряженно-деформированное состояние стального каркаса многопролетного производственного здания с учетом деформаций просадочного основания. Исследование выполнено с целью оценки эксплуатационной надежности стальных конструкций каркаса сборочного корпуса №1 ОАО “Запорожтрансформатор”, возведенного в середине прошлого века. Анализируются результаты обследования конструкций корпуса, выполненного в 2006г. Для температурного блока здания размером 138,0х108,0м инструментально определены вертикальные перемещения колонн и построена поверхность, характеризующая деформации просадочного основания. С применением ПК SCAD выполнен комплекс расчетов, включающий в себя расчет плоской рамы на действие постоянных, снеговых, ветровых и крановых нагрузок и пространственный расчет, температурного блока здания на просадку грунтового основания. Результаты расчетов показывают, что именно деформации просадочного основания являются основным фактором, определяющим напряженно-деформированное состояние стальных конструкций каркаса здания. Кроме этого, существенным фактором, влияющим на состояние многопролетного покрытия, является неразрезной характер работы стальных ферм. Выполненный анализ расчетов позволяет сделать вывод об адекватности принятых расчетных схем в условиях неравномерных деформаций грунтового основания.
Ключевые слова: стальной каркас, деформируемое основание, просадка грунта, расчетная схема, эксплуатационная надежность.
В.Н. Васылев, И.М. Гаранжа
Особенности построения расчетной конечно-элементной модели многогранных гнутых стоек в программно-вычислительном комплексе SCAD Office
Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
Аннотация. В данной статье целью ставиться анализ влияния предложенных видов расчета (аналитического, линейного и нелинейного) на НДС для различных уровней дискретизации расчетной схемы. Эта статья рассматривает целесообразность применения метода конечных элементов (МКЭ), реализованного в программно-вычислительном комплексе SCAD, для расчета конструкций на базе многогранных гнутых стоек (МГС) на стадии предварительного расчета или при первоначальных теоретических исследованиях. Описывается принцип выбора КЭ для построения расчетной схемы. Кроме этого в статье приводится алгоритм определения оптимальной расчетной схемы МГС. В заключении проводится анализ результатов расчета напряженно-деформированного состояния конструкции (НДС) в зависимости от уровня дискретизации модели и вида расчета, а также приводятся основные выводы.
Ключевые слова: многогранные гнутые стойки, напряженно-деформированное состояние, метод конечных элементов, оптимальная расчетная схема, дискретизация, метод расчета.
В.Н. Васылев, Ю.И. Дозоренко
Бездеформационный роспуск горячекатаных балок с перфорированной стенкой
Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
Аннотация. Данная статья посвящена вопросам конструирования и рациональности применения балок с перфорированной стенкой. Приведены данные по оценке эффективности и экономичности использования балок в строительстве, рекомендации по оптимальному соотношению геометрических размеров отверстий балки при ее изготовлении. Рассмотрена технология изготовления перфорированных балок. Особое внимание уделено влиянию температурного нагрева на внутренние напряжения и их перераспределение. Приведена формула для определения необходимой температуры нагрева полки профиля, показаны эпюры внутренних напряжений балки, а также возможная эпюра внутренних напряжений после перераспределения усилий от температурного нагрева стенки профиля и резки его по зигзагообразной линии. Представлена схема роспуска горячекатанного двутавра при помощи газовых горелок и особенности работы готовой конструкции, ее внутреннее напряженное состояние. Данная работа направлена на дальнейшее исследование напряженного состояния перфорированных балок, возможности минимизации трудозатрат и стоимости, учитывая технологию их изготовления.
Ключевые слова: перфорированный профиль, напряженное состояние, пластические деформации, роспуск, зигзагообразный рез, балки жесткости, остаточные напряжения.
В.Н. Кущенко
Основные принципы обеспечения безопасности строительных конструкций
Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
Аннотация. В статье приведен обзор современного состояния проблемы – обеспечение безопасности строительных конструкций. На основании анализа данных литературных источников рассмотрены основные составляющие методологии определения безопасной эксплуатации строительных конструкций. Установлены следующие основные принципы обеспечения безопасности строительных конструкций: совершенствование аналитических методов описания нагрузок, воздействий и расчётных математических моделей конструкций (принцип уточнения расчётных схем); выбор конструктивных схем исключающих возможность лавинообразного разрушения конструктивной системы при разрушении одного или нескольких элементов (принцип живучести конструктивной системы); выбор рациональных конструктивных форм обеспечивающих хорошее качество монтажа и технической эксплуатации (принцип рациональности конструктивной формы); контроль качества материалов и строительно-монтажных работ (принцип контроля качества); контроль технического состояния в процессе эксплуатации (принцип технического надзора); искусственное уменьшение нагрузок при наличии признаков опасного состояния (принцип ограничения нагрузок); защита конструкций от агрессивных воздействий (принцип защиты конструкций); усиление и реконструкция сооружений с эксплуатационными повреждениями (принцип восстановления).
Ключевые слова: методология, строительные конструкции, аварии, живучесть, безопасность.