[vegas]

Вопрос в следующем: Какая сталь более вынослива и какаие мероприятия могут повысить срок службы конструкций, воспринимающих циклические динамические нагрузки? Применительно к ПБ режима 8К.

[Ильнур]

Посмотрите: http://forum.dwg.ru/showthread.php?t...ED%EE%E2%FB%E5

[vegas]

Это я уже видел) Прочитал всю рекомендованую литературу и возникло больше вопросов чем ответов. Поэтому нашими силами хочу поднять тему снова на обсуждение. Вопрос собственно такой: Известно что на сопротивление усталостным разрушениям влияет степень обработки поверхности. Так как усталостные трещины идут как правила от поверхности. Это означает что изначально на поверхности металла существуют концентраторы напряжения. Применялись ли где нибудь на заводах МК дополнительные техусловия по обработки верхней околошовной зоны стенки ПБ? или это бесполезное занятие?

[Iron First]

А какие такие "дополнительные техусловие" и "обработки" имееются в виду? Думаете от этого будет польза?

[AK-47]

По поводу сталей - если Вы внимательно посмотрите на табл. 32* СНиП II-23-81*, то увидите, что повышение прочности стали дает мизерный прирост на увеличение выносливости, поэтому использовать высокопрочную сталь для повышения выносливости нерационально и неэффективно.

Чтобы повысить выносливость пб конструктивно, необходимо убрать концентратор напряжений из подрельсовой зоны - сварной шов, соединяющий верхний пояс со стенкой. Для этого необходимо верхний пояс выполнить либо из тавра либо из уголков с креплением к стенке на фрикционных болтах (при втором варианте необходимо чтобы стенка обязательно чуть возвышалась над уголками, но не в коем случае не наоборот, иначе эффект будет обратным, при этом давление от крана передается через рельс непосредственно на стенку). На самом деле способов много, но они все сводятся именно к отказу от традиционной пб при режимах 7К...8К - сварного несимметричного двутавра. Уголки и тавры - это два самых конструктивно простых способа.
Д.т.н. проф. Нежданов К.К. (ПГУАС) собаку съел на этих балках и на практике доказал, что ресурс подкрановых балок из прокатных профилей в 3 - 3,5 раза выше обычных сварных пб.

Поверхностная обработка действительно снижает концентрацию напряжений, но основным концентратором напряжений является верхний поясной шов и пескоструить или еще там чего имеет смысл в основном его и верхнюю часть стенки.

Именно высокий уровень локальных напряжений в подрельсовой зоне вызывает усталостные повреждения. Только снизив совокупный уровень напряжений в местах их концентрации и в конструкции вобщем ниже предела выносливости, достигните желаемой цели - неповреждения пб усталостными трещинами.

[vegas]

То есть считаете есть смысл пескоструить шов и околошовную зону стенки? А если нагреть горелкой? это отчасти снимет концентрацию?

[Lopuch]

Сообщение от vegas То есть считаете есть смысл пескоструить шов и околошовную зону стенки? А если нагреть горелкой? это отчасти снимет концентрацию?

Пескоструить смысла нет, а вот проводить обработку границы перехода "наплавленный - основной" металл с помощью торцевой фрезы с закругленным торцем или или аргоновой горелкой без подачи присадочного металла - есть. Рекомендации разбросаны по большому количеству американской, канадской, европейской нормативной документации, которая есть на этом сайте. Для снятия напряжений рекомендуется выдержка при температурах 630 - 650 (время определяется толщиной). Существует низкотемпературный вариант, при котором время возрастает в 2 - 3 и более раз. В ASME/NBIC приводится несколько вариантов, подволяющих избежать проведения термообработки, но это связано с применением жестко контролируемого предварительного и послесваросного подогрева

[AK-47]

Насколько количественно и качественно и какая обработка и какая эффективнее, если честно, не занимался этими вопросами. Но одно знаю точно - любая эффективная поверхностная обработка, даже просто зачистка и шлифовка шва снижает концентрацию напряжений в верхнем поясном шве и верхней зоне стенки. Но собака зарыта не здесь, а именно в конструктивной форме. Хоть что Вы с этим швом делайте - при накоплении ~2 млн. циклов нагружений - это примерно 1 - 2 года экспл. при режимах 7К...8К трещины у Вас появятся.

[vegas]

На мой взгляд первопричина всетаки в том что рельс смещается. И это смещение никто особо не контролирует. Я почему то уверен что если бы рельс опирался как по проекту то трещин не было бы. в формуле п.13.34 СНиПа II 23 81* основную роль играют местные напряжения от кручения пояса и местного напряжения от верт нагрузки колеса. Если конструктивными мерами их снизить то может быть все будет хорошо) меры например такие: ризиномет. прокладка плюс более надежные крепления рельса. Но стоят они очень много. 1м погонный прокладки фирмы гантрекс стоит 24евро. Одно крепление 17. Я считаю это дорогими методами. И думаю что обычную двутавровую балку можно довести до ума. надеюсь на это.

[AK-47]

Смещение рельса лишь усугубляет всю эту картину и при больших эксцентриситетах, что кстати недопустимо с точки зрения эксплуатации, пояс может даже начинать вихляться на балке, а в верхней части стенки начинает такое твориться! Величина максимального смещения рельса нормируется, и если мне не изменяет память, составляет 2 см. За этим ведь кто-то должен следить и по шапке получать, если что.
Прокладки обычно служат 1-2 года.

[vegas]

допускается 20. при проектировании берется 15 по снипу. то есть уже не соответствие. а в действительности и 30 бывает. Если верить литературе то клепаные и болтовые балки служат по 40 лет. Сварные 4... 5. Все дело в концентраторах от сварки. Последние трещины которые я видел шли от выреза ребра параллельно поясу. Если я все правильно понял то концентрацию можно все таки снять температурой. уже неплохо)

[AK-47]

Правильно, раньше делали клепаные и были правы, но потом отказались - не индустриально, за что и получили ускоренное появление уст. трещин.
Все зависит от режима работы кранов. Если у вас легкий и средний режим работы - вот там Вам это все поможет или балки просто не успеют выработать свой ресурс до появления трещин. При режимах работы 7К...8К - прошло у Вас колесо крана через сечение балки 2 млн. раз, а у крана как известно колес много, особенно при большой грузоподъемности, и все трещины. Это если все качественно выполнено. А если рельсы уехали, швы с дефектами - получите 1 млн.

Вот обработаете горелкой, за рельсами будете следить (за соосностью, за стыками, чтоб в нормальном состоянии были) - получите 2 млн. циклов, прокладку поставите, может быть еще 0,5 млн. добавите и все со сварными балками.
Если хотите 6 млн. циклов - верхний пояс из тавров или уголков на фрикционных болтах. Хотите еще в 3 и более раз больший ресурс - верхний пояс из различных замкнутых профилей или вообще особые конструкции балок и рельсов, которые только на бумаге и которых нет в природе, потому что всем - дорого, а сварные традиционные двутавры при режимах 7К...8К как трещали, так и будут трещать.
На эту тему не один десяток диссертаций написано, в т. ч. и моя.

[Ильнур]

Сообщение от AK-47 ... 2 млн. раз.....А если рельсы уехали, швы с дефектами - получите 1 млн.

Полезная статистика.

[vegas]

усложнение конструктивной формы приведет к увеличению сварных швов соответственно к увеличению концентраций. Применение прокатных тавров широко не получится использовать. так ведь?

[Ильнур]

Применяйте потолще листы, автоматическую сварку под флюсом. Шов должен быть красивым, издалека несведущий не должен оличить сварной от прокатного. А тавр нужной ширины найдете - еще лучше.

[vegas]

Ильнур, утолщение стенки увеличивает напряжение от кручения. если пояс увеличить это поможет. но вот прокат на 12м тем более на 24 врятли удасться применить. А завод я ведь не могу контролировать. они там варят и изготавливают так что без слез не взглянешь.

[Ильнур]

Ну дык тогда в проекте пишите, что ресурс N циклов со слезами.

[AK-47]

Не пойму, а в чем проблема с таврами? Если не хватает профиля, при агромадных пролетах и кранах, то понятно. А так, теоретически наша промышленность должна выпускать по СТО АСЧМ 20-93 двутавры 100 Ш4. Разрезаем пополам - вот и тавр. Можно взять пб с трещинами, отрезать макушку и приварить тавр - 2 зайца. Другой момент, конечно, больше 70 найти сложно.

[vegas]

может тогда на них таймер обратного отсчета сразу ставить со звуковым сигналом. как время замены пришло она пищать начинает. тоже идея хорошая помоему) Мне нравится идея с широкополочными таврами двутаврами. А такое решение распространено вобще?

[vegas]

А как быть с ребром жесткости? концентратор у выреза ребра останется. Трещина может пойти и по стенке прокатного тавра. что с этим можно сделать?

[AK-47]

Вы имеете ввиду верикальные ребра жесткости? Их можно заменить продольным ребром жесткости, которое приваривается с одной стороны на расстоянии 1/4 Н от верха балки. А что у Вас стенка по местной устойчивости не проходит? Если приварить тавр, то по идее, она должна повыситься. Есть еще вариант балок с таврами - тавр сверху и снизу, а между ними лист - стенка, в этом случае ребра жесткости могут и не понадобится, считать, конечно, надо.

[vegas]

да верт. ребра жесткости. при высоте балки 1500 надо делать стенку t25) это перебор я думаю. Я вот думаю может ребра из швеллера делать и на ВПБ их крепить к стенке. А саму балку оставить сварной из листов. У нас трещины пошли не по самому шву а именно от выреза ребра жесткости.

[AK-47]

Я же вам писал - не надо делать вертикальные ребра жесткости, сделайте одно одностороннее горизонтальное ребро жесткости на всю длину балки в 1/4 высоты и приварите его, шов будет в месте стенки, где напряжения небольшие, локальные уже сюда не доходят и уст. трещины не появятся. Посчитайте устойчивость по п.7.7 (рис. 13, сх. а) ) СНиП II -23-81* для пластинки 3, а - получатся расстояние между опорными ребрами, запас будет огромным.

[vegas]

посмотрите п.7.10 Hef =1500. без поперечных ребер никак. тем более если будет внецентренная нагрузка относительно стенки.

[AK-47]

Читайте дальше п.7.11 и выполняйте проверку по п.7.7.

[vegas]

не считаю что вы правы

[AK-47]

Здесь, конечно, много фантастики, но так для общего развития
http://ifolder.ru/11268474
А не верить - Ваше право

[vegas]

посмотрю вечерком.п. 7.10 гласит о необходимости постановки ребер. п 7.11 гласит о мин геом характеристиках ребер как поперечных так и продольного. но не исключает п7.10. Вобще я с вами согласен отчасти. только если ребро будет большого сечения. сравнимого с поясом.

[AK-47]

Вообще соглашусь с тем, что если дословно трактовать СНиП, то однозначно надо ставить вертикальные ребра жесткости через 2hef-3hef .
Если задуматься над этим вопросом глубже - зачем вообще нужны вертикальные ребра? - для того чтобы обеспечить местную устойчивость стенки. А если ее обеспечить не вертикальными, а горизонтальным ребром? Результат-то будет тем-же самым. Тем более СНиП сам говорит о такой возможности - п.7.11, но тем не менее п.7.10.
Что интересно - В СП фразу "При укреплении стенки одним продольным ребром" убрали совсем.
В результате постановки продольного ребра становится меньше свободная высота стенки, и правая часть ф-лы (82) СНиП получается << 1.
Попробую в ближайшие дни раскопать публикации на эту тему, вроде-бы патент даже есть.

[Ильнур]

результате постановки продольного ребра становится меньше свободная высота стенки

Так то да.
А так нет: допустим устойчивость теряется по такой форме, что продольное ребро просто ПОВОРАЧИВАЕТСЯ вокруг продольной оси (кручение)?

[AK-47]

На мой взгляд такое возможно если балка нагружена распределенной нагрузкой по всей длине, и эта нагрузка именно такой величины, при которой стенка теряет устойчивость. Тогда вся стенка и ребро должны повернуться. При крановой нагрузке наибольшее значение имеют локальные напряжения от колес крана, т. е. потеря устойчивости по всей длине никак не может происходить. Соседние участки стенки и ребра должны препятствовать такой форме потери устойчивости.

[vegas]

продольное ребро нужно для деления слишком высоких отсеков образованных поперечными ребрами. при необходимости верхние отсеки делят еще короткими ребрами. я думаю вы это прекрасно знаете. если же мы поставим одно продольное ребро то получим узкий и широкий отсек и по моему очень неустойчивый.А СНиП ведь и нужен для того чтоб не трактовать такие вопросы по разному).

[AK-47]

Попробуйте на линейку сверху надавить, чтобы она местно устойчивость потеряла, причем линейка не свободная.

[Ильнур]

AK-47

На мой взгляд такое возможно если балка нагружена распределенной нагрузкой по всей длине

Я как раз имел ввиду местную потерю. Сечение, состоящее из стенки и продольного ребра, на кручение не работает толком, не на всей длине, ни на коротком участке. Кажется так.
А вот ребро продольное одностороннее наклонное, приваренное где-то к 1/4 высоты стенки сверху и к кромке (почти) полки - в ПБ встречал.

[AK-47]

Ильнур, Вы имеете ввиду ламели? Они повышают жесткость на кручение на порядок, согласен, т.к. верхняя часть балки становится замкнутым контуром. И в тех местах, где к верхнему поясу приварены ламели при тяжелом режиме тоже образуются трещины.

[Ильнур]

Ну, в верхнем поясе трещин не наблюдал... А так то это место на краю полки - отчего бы им трещать?
Но балки с такими ребрами-ламелями понравились - талантливый человек сконструировал. Там так же узлы крепления верхнего пояса простые, без этих громоздких серийных "клещей".

[vegas]

Ильнур дело в том что там где есть сварка и циклическая нагрузка будет трещина. Начнется она в шве а потом перейдет на основной металл

[Ильнур]

Сообщение от vegas Ильнур дело в том что там где есть сварка и циклическая нагрузка будет трещина. Начнется она в шве а потом перейдет на основной металл

Ну это понятно. Но развиваемость трещины зависит и от уровня циклического напряжения. Иначе бы все вокруг нас рассыпалось бы за короткое время, ибо какая-либо цикличность в жизни всегда найдется.

[vegas]

Ну представьте 2 погрузочных мостовых крана в складе заготовок (металлургическое производство) которые работают круглые сутки) расчетное давление колеса около 40т. смещение рельсов 20... 30см. перепад отметок балок по высоте. лопающиеся рельсы. 50% разломанных креплений рельсов. температура конструкций летом 120градусов) и это все за три года эксплуатации) вот и представьте условия

[Антон 1970]

Вопрос? Крепление рельс может влиять? Можно ли применить не по серии

[vegas]

Может. а увас на планках? какой режим работы?

[VSD]

Появление усталостных трещин в верхней зоне стенки у сварной балки- закономерность и лишь вопрос времени (3-4года). судите сами с 50-х годов на эту тему написано около 50 дисеров - тема очень сложная. Если такие трещины заварить то ничего хорошего вы неполучите, как показал печальный опыт, трещины появятся вновь на прежних местах и сгораздо большей скоростью. Такие поврежденные балки нужно регулярно осматривать, фиксировать рост усталостных трещин и выполнять оценку их несущей способности в зависимости от протяженности и расположения трещин. На практике был успешно применен вариант усилния таких балок с применением высокопрочных соединений.

[vegas]

VSD вот меня это и удивляет почему балки изготовленные сто лет назад надежнее современных и плюс ремонтопригодные. не вернуться ли нам в прошлое?

[VSD]

Да. конструктив у балок конечно не приспособлен для такой работы. Необходимо создать в верхней зоне конструктивную форму (путем усиления) с одинаковой жесткостью изгибной и крутильной. А заклепки это да, но высокопрочные болты круче.

[vegas]

Ну я и думаю на болтах). пытаюсь придумать такое сечение чтобы была сменная верхняя часть верт ребра жесткости и избавится от сварного шва крепления ребра жесткости

[VSD]

В 91г на кафедре МК НИСИ была выполнен дисер на тему: применение в подкрановой балке сменного подрельсового элемента. В качестве подрельсового элемента выступал колонный либо широкополочный двутавр, прикрепляемый к сварной нижней части балки. Соединение элементов выполнено на высокопрочных болтах. Но эта тема в условиях реконструкции малоприменима, так как проднимается отметки головки рельса со всеми вытекающими последствиями.
А вообще путь внедрения прокатных элементов в верхнюю зону стенки балки верный.

[vegas]

Ага. Я видел такое решение. А методику расчета можно найти где нибудь к нему?

[VSD]

Надо смотреть статьи автора по данной теме или саму диссертацию.

[Антон 1970]

Сообщение от vegas Может. а увас на планках? какой режим работы?

режим у меня всего 5К, не хочу отверстия проектировать в верхнем поясе. А на прижимных планках на сварке, как мне потом рихтовку рельс выполнять? сдувать все
Думаю как обойтись без отверстий, время терпит пока

[Ильнур]

Можно и так (я бы правда упорную гайку добавил):

[Антон 1970]

Спасибо, вариант нравится. Для 7К не пойдёт а мне самый раз

[vegas]

Антон. Есть серия по креплению рельсов. Номер завтра напишу. Там есть и предложенный Ильнуром вариант. Посмотрите в интернете крепления Gantrex. Дорогие но на сегодняшнее время самые продвинутые.

[Антон 1970]

К сожалению вариант Ильнура не проходит. ПСК Екб. эти узлы запретил. ? непонятно почему, нормальный узел. Посмотрю Gantrex, если и это не пройдёт - сверлить, ничего страшного, просверлят

[vegas]

нашел я серию 1.426.2-7, но в ней крепления только на болтах. А что это за организация такая? она имеет право запрещать?

[Антон 1970]

Проектстальконструкция Екатеринбург, права не имеет, но всегда по КМ на них ориентируюсь. Потому что посмотришь, что теперь делают страшно становится - по каким нормам люди оформляют КМ? За помощь спс.
Отверстия и болты и думать нечего

[AK-47]

Скорее всего эти крепления запретили потому что у них есть свойство - разбалтываться.

[МИНЗДРАВ]

В расчёте на усталость, по формуле 67 СП16, при определении местного крутящего момента - фигурирует ht. А что это такое нигде не написано. Я взял высоту кранового рельса. Это правильно? Или надо брать что-то другое? Может высота стенки балки?


И в расчёте касательного напряжения тау xy, есть просто h
Я взял высоту подкрановой балки. Правильно? Или надо брать что-то другое?

[Komplanar]

А где там ht? Вижу там th в скобочках.

[МИНЗДРАВ]

Сообщение от Komplanar А где там ht? Вижу там th в скобочках.

Там в формуле местный крутящий момент Mt, или ht или hr

[Ильнур]

Сообщение от МИНЗДРАВ В расчёте на усталость, по формуле 67 СП16, при определении местного крутящего момента - фигурирует ht. А что это такое нигде не написано.

В формуле 67 Мt не определяется, 67 - это какраз по второму впоросу насчет тау xy. Мt определяется по формуле 68, и там не ht, а hr - и там пояснено НЕПОСРЕДСТВЕННО, что это высота рельса.

в расчёте касательного напряжения тау xy, есть просто h

Интуитивно должно быть понятно, что РАЗ считаем стенку балки, и считаем по формуле тау=Q/ht, то ht - это СТОПУДОВО площадь стенки! То бишь это h*t, где НАВЕРНЯКА h - высота стенки, а t - толщина стенки, да? Раньше в методиках ЦНИИПСК применяли более точную формулу Журавского.
Уже в формулировке вопросов запутались...

[МИНЗДРАВ]

Сообщение от Ильнур где НАВЕРНЯКА h - высота стенки,

А если я высоту балки взял, это сильная ошибка? Просто высота стенки это Hw по приложению А.

[Ильнур]

Сообщение от МИНЗДРАВ А если я высоту балки взял, это сильная ошибка? ...

А проверить самому? В началах сопромата учится, что тау сдвига вычисляется по формуле Журавского. Вы же знаете, как это вычислить? Знаете. Обязан знать, иначе какой смысл расчетами заниматься вообще?
Так вот, вычисляете тау по сопромату (по формуле Журавского), а потом упрощенно как Q/Асдв, где Асдв - площадь сдвига сечения при действии поперечки Q. При этом Асдв для Вас лично в двух вариантах: или стенка при своей высоте, или при полной высоте балки. И потом нам доложите, кто оказался ближе к Журавскому.