Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Прочность стальных неразрезных балок при локальных нагрузках и учете влияния конструктивных факторов Лапшин Андрей Александрович

Прочность стальных неразрезных балок при локальных нагрузках и учете влияния конструктивных факторов
<
Прочность стальных неразрезных балок при локальных нагрузках и учете влияния конструктивных факторов Прочность стальных неразрезных балок при локальных нагрузках и учете влияния конструктивных факторов Прочность стальных неразрезных балок при локальных нагрузках и учете влияния конструктивных факторов Прочность стальных неразрезных балок при локальных нагрузках и учете влияния конструктивных факторов Прочность стальных неразрезных балок при локальных нагрузках и учете влияния конструктивных факторов
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Лапшин Андрей Александрович. Прочность стальных неразрезных балок при локальных нагрузках и учете влияния конструктивных факторов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.23.01.- Нижний Новгород, 2001.- 154 с.: ил. РГБ ОД, 61 02-5/1096-4

Содержание к диссертации

Введение

1. Современное состояние вопроса по исследованию стальных неразрезных балок

1.1 Теоретические и экспериментальные исследования неразрезных балок при изгибе без учета поперечной силы 13

1.2 Теоретические и экспериментальные исследования стальных балок при одновременном учете изгибающего момента и поперечной силы 21

1.3 Упругопластическая работа балок при учете местных напряжений 27

1.4 Влияние конструктивных факторов на НДС неразрезных балок...34

2. Численный анализ влияния конструктивных факторов на упругое напряженно-деформированное состояние опорной зоны неразрезной двухпролетнои балки

2.1 Учет касательных напряжений при определении опорной реакции средней опоры неразрезной двухпролетной балки 45

2.2 Численный анализ влияния конструктивных особенностей средней опоры неразрезной балки на величины опорных реакций 58

2.3 Анализ давления пояса на ребра жесткости средней опоры 67

2.4 Определение доли усилий, воспринимаемой ребром жесткости 77

3. Предельное состояние стальных неразрезных двухпролетных балок при симметричном загружении локальными нагрузками

3.1 Предельная нагрузка, соответствующая началу образования пластических деформаций в пролетах и над средней опорой стальных неразрезных балок 83

3.2 Анализ численных и экспериментальных методов оценки глубины зоны пластических деформаций 90

3.3 Предельное состояние стальных неразрезных двухпролетных балок при действии локальных нагрузок 97

4. Экспериментальное исследование несущей способности стальных неразрезных балок двутаврового сечения при действии локальных нагрузок

4.1 Основная цель, опытные образцы и методика проведения эксперимента 111

4.2 Механические характеристики и химический анализ материала балок 117

4.3 Анализ конца упругой работы стенки на средней опоре и в сечении под нагрузкой опытных балок БЛ-1, БЛ-2, БЛ-4 -БЛ-6 120

4.4 Анализ развития зон пластических деформаций в стенках экспериментальных балок при нагрузках, превышающих конец упругой работы 127

4.5 Анализ предельных нагрузок, соответствующих потере экспериментальными балками несущей способности 134

Основные результаты и выводы 144

Список литературы 147

Теоретические и экспериментальные исследования стальных балок при одновременном учете изгибающего момента и поперечной силы

Расчету неразрезных балок уделялось большое внимание еще в 19-ом веке. Первое известное решение принадлежит Эйтельвейну [2] . Его метод заключается в составлении дифференциальных уравнений линии прогиба, двукратной их интеграции и определение реакций из условий обращения в нуль прогиба на опорах и угла поворота в заделках.

Через 25 лет после Эйтельвейна тот же способ расчета повторил Навье во втором издании своего курса строительной механики [3] . Вышедший в том же году в Германии курс Вейсбаха снова излагает тот же метод расчета для двух-и трехпролетных балок. Для многопролетных балок из-за сложности их точного расчета был предложен весьма приближенный метод , согласно которому балка принималась защемлена над промежуточными опорами. Большая заслуга Берто [4] и Клапейрона [5] заключается в удачном выборе основной системы. Они получили известное уравнение 3-х моментов , приняв за основную систему серию простых балок, которое для расчетов в упругой стадии получило широкое распространение.

В 60-х годах Мор [6] применил его для случая осадки опор, а Бресс [7] обнаружил фокусные точки. Теория фокусов была разработана Кульманом [8], который также вывел теорему о двух моментах, установившую связь между двумя моментами в двух определенных сечениях в смежных пролетах. Из этих сечений, называемых сопряженными , одним можно задаваться, после чего второе определяется с помощью фокусных отношений из особого уравнения. По существу уравнения двух моментов представляют результат применения метода Гаусса к решению уравнения трех моментов.

Следующим шагом вперед можно назвать работы Мора [9], русских инженеров М.М.Филоненко-Бородича [10], С.В.Волкова [11], Б.М.Жемочкина [12], которые явились попытками дать изолированные выражения для лишних неизвестных, то есть совершенно избавиться от совместных уравнений при любой нагрузке. Первая из них дает решение в параметрическом виде, содержащем совместные уравнения в скрытой форме.

М.М.Филоненко-Бородич [10] исследовал общее решение уравнений 3-х моментов с применением метода фокусов и дал общие выражения для опорных моментов. С.В.Волков, исходя из статически неопределимой основной системы, получил изолированные выражения для любого внутреннего усилия или реакции от произвольной нагрузки, пользуясь теорией Бетти. Однако все эти методы дают весьма сложные выражения и применимы только для расчетов в упругой стадии работы балок по стержневой схеме.

Учет пластических свойств материала позволяет увеличивать резерв несущей способности конструкции. Поэтому разработка теоретических методов расчета конструкций с учетом малых пластических деформаций, в том числе и неразрезных балок, привлекали внимание ученых как в нашей стране, так и за рубежом. Большой вклад в эту область внесли С.А. Бернштейн [13], М.Д. Жу-дин [14], Б.М. Броуде [15], А.Р. Ржаницын [16], М.С. Стрелецкий [17,18], А.А. Гвоздев [19], В.П. Наумович [20], А.И. Стрельбицкая [21], Б.Г. Мил [22], Ф.Г. Ходж [23].

Многими учеными были также проведены многочисленные опытные исследования неразрезных балок, среди которых следует отметить работы Майер-Лейбница [24], проделанные в 1928 и 1929 годах. Эти опыты и последовавшие за ними теоретические обобщения способствовали разработке методики расчета неразрезных балок по разрушающим нагрузкам. Интерес к этим работам был проявлен в 1940 году в США после опубликования работы Р.Броска [25], в которой были изложены основные идеи расчета по разрушающим нагрузкам. В этой статье расчет по разрушающим нагрузкам получил наименование расчета по предельным состояниям. Методика предельных состояний в таком виде в применении к расчету неразрезных балок позволила установить величину предельной нагрузки, при которой такая балка обращается в механизм благодаря последовательному образованию пластических шарниров и выравниванию пролетных и опорных моментов. В возрастании величины нагрузки по сравнению с упругой, определяющей предельное упругопластическое состояние, и содержится эффект учета пластической стадии работы стали. Упругопластическая стадия работы является резервом работоспособности статически неопределимой системы, а длительность этой стадии определяет собой величину запаса прочности.

Н.С. Стрелецким, А.А. Гениевым, В.А. Балдиным, Е.И. Беленей, Е.М. Лессигом в [26] было теоретически доказано, что неразрезные балки, пролеты которых отличаются не более чем на 20%, работающие на статическую нагрузку, также допускаются к расчету по методике предельных состояний с учетом выравнивания изгибающих моментов по единой методике. Экономическую эффективность использования методики выравнивания изгибающих моментов можно проследить на примере двухпролетной балки.

Причина этого заключается в явлении перераспределения моментов. Такое перераспределение моментов всегда имеет тенденцию увеличивать несущую способность статически неопределимой конструкции, вследствие того, что по мере исчерпания прочности опорного участка, нагрузку начинают воспринимать пролетные участки конструкции. Кроме того, увеличение несущей способности происходит за счет введения в расчет пластического момента сопротивления вместо обычного. Недостатком этой методики является неопределенность 2-го предельного состояния.

Численный анализ влияния конструктивных особенностей средней опоры неразрезной балки на величины опорных реакций

При нагрузках, превышающих предельную нагрузку конца упругой работы материала, в поперечном сечении балки возникают пластические деформации, которые охватывают определенную часть нагруженного сечения. При дальнейшем увеличении нагрузки увеличиваются границы зоны, охваченной пластическими деформациями. В стальных неразрезных балках возможно появление двух опасных сечений, подверженных пластическому деформированию: опорное сечение и сечение под нагрузкой. При этом следует отметить, что глубина и ширина зоны пластических деформаций зависит не только от прочностных параметров балок и геометрических характеристик их поперечного сечения, но и от конструктивных особенностей в виде ребер жесткости, типов опор в средней опорной зоне и от локальности приложения нагрузки в пролетном сечении, которые в итоге влияют на наступление предельного состояния балок. В зависимости от типа указанных конструктивных особенностей в зонах приложения сосредоточенных нагрузок возможно образование пластических деформаций как в одном из опасных сечений, так и в обоих (опорное и пролетное). При этом, в результате перераспределения усилий (изгибающих моментов) статическая схема неразрезной балки изменяется. На рис. (3.3.1, 3.3.2) показано возможное изменение статической схемы неразрезной двухпролетной балки в результате образования пластических деформаций в опорной зоне.

Как было показано в главе 2 данной работы, значение реакции средней опоры неразрезной балки можно определить, используя для этого основное дифференциальное уравнение изогнутой оси балки при равновесном состоянии поперечного сечения на средней опоре. Учет касательных напряжений при определении опорных реакций неразрезной балки приводит к существенному уменьшению реакции средней опоры в относительно коротких балках с относительным пролетом г] 6, что по новому ставит вопрос о распределении моментов в пролетной и опорной зонах. В разделе (2.1) главы 2 показано, что при учете сдвиговых деформаций в коротких балках (ч б) значение пролетного момента превышает опорный (М „ М1рол,М п М р0Я), что накладывает ограничения на перераспределение моментов. Современные нормы проектирования [1] рассматривают предельное состояние неразрезных балок на основании перераспределения опорного и пролетного моментов при значении опорного момента, превышающего пролетный (М1оп МІрол). Однако, данная методика, как было показано в главе 2, может быть пригодна только в балках с относительным пролетом г 9. Предельное состояние относительно коротких неразрезных балок целесообразно уточнить с учетом изменения среднего опорного момента при увеличении нагрузки до значения, соответствующего образованию ограниченной зоны пластических деформаций.

При увеличении нагрузки, соответствующей концу упругой работы, на величину АР в поперечном сечении балки развиваются пластические деформации, величина которых изменяется в зависимости от значения приращения нагрузки. Развитие пластических деформаций как в опорном, так и в пролетном сечениях приводит к увеличению сдвиговых деформаций в сечении, которыми, как было показано в главе 1, характеризуется зона пластических деформаций. При этом, следуя методике аналитического определения значения реакции средней опоры в упругой стадии работы, опорные реакции при образовании зон пластических деформаций в опорном и пролетном сечениях балки будут изменяться, что приведет к перераспределению изгибающих моментов (рис.3.3.2).

В общем виде значение опорной реакции средней опоры при образовании зон пластических деформаций в опасных сечениях можно представить в следующем виде: где кт - коэффициент, учитывающий образование зон пластических деформаций в пролетном и опорном сечениях балки, R pon - значение реакции средней опоры в предположении упругой работы материала.

Очевидно, что коэффициент кт должен учитывать вероятность одновременного развития пластических деформаций как в опорном, так и в пролетном сечениях неразрезной балки, и может быть определен численным анализом влияния зон пластических деформаций на абсолютную величину опорной реакции. Для численного определения значения коэффициента кт рассмотрена неразрезная двухпролетная балка двутаврового сечения, загруженная симметричными силами в пролетах, значения которых превышают нагрузку, соответствующую концу упругой работы материала. При этом в качестве материала принята малоуглеродистая сталь одного значения предела текучести зт = 240МПа для поясов и стенки балки. Диаграмма деформирования стали принята как для изотропного идеального упруго-пластического материала (диаграмма Прандт-ля) с ярко выраженной площадкой текучести (рис. 3.3.3). Теория малых упруго-пластических деформаций подтверждается рядом экспериментальных исследований. В таких исследованиях основное внимание уделялось проверке равенства параметров Надай-Л оде (3.3.4) по напряжениям и деформациям, который был впервые введен в экспериментальной работе Л оде [74], а также проверке существования единой диаграммы деформирования

Анализ численных и экспериментальных методов оценки глубины зоны пластических деформаций

Экспериментом предусматривается исследовать следующие основные вопросы: 1. Определение нагрузки, соответствующей началу образования пластиче ских деформаций на кромке стенки под нагрузкой в пролете и в зоне средней опоры. Для зоны средней опоры рассмотрены варианты с опорным ребром же сткости и без него при тангенциальных опорах. Кроме того, рассмотрен вариант балки с опорным ребром жесткости в зоне средней опоры и плоской опорной центрирующей подкладкой шириной 50мм. Применение данных конструктив ных особенностей опорной зоны позволяет оценить влияние ширины распреде ления опорного давления и наличие ребер жесткости на напряженно деформированное состояние стенки двутавровой балки. При оценке НДС стен ки рассмотрены балки со значениями относительных пролетов г = —: 3 и 6; 2. Установить влияние конструктивных особенностей зон приложения сосредоточенных сил (в пролете под нагрузкой и в зоне средней опоры) и величины относительного пролета на характер развития пластических деформаций. Для этого рассмотрены варианты балок без опорного ребра жесткости и с ребром при тангенциальном типе средней опоры. Для определения влияния типа опор рассмотрена балка с опорным ребром жесткости и плоской опорой шириной 50мм; 3. Установить границы зон пластических деформаций в стенке под нагрузкой и на средней опоре на различных ступенях нагружения балки; 4. Определить предельную нагрузку, соответствующую потере балкой несущей способности и влияние конструктивных особенностей опорной зоны балки на величину предельной нагрузки. Для этого рассмотрены балки с относительными пролетами 3 и 6 при различных конструктивных решениях опорной зоны; 5. Оценить критерий потери несущей способности балки при увеличении относительного пролета (по прочности или по предельному прогибу).

Для проведения экспериментальных исследований была разработана конструкция испытательного стенда (рис.П.9.1.1, П.9.1.2, П.9.1.3 Приложения 9) для испытания 6-ти моделей (БЛ-1, БЛ-2, БЛ-3, БЛ-4, БЛ-5, БЛ-6) сварных двутавровых балок симметричного сечения (рис.П.9.1.4) с отношением пролета к высоте стенки г] = 3; 6, размерами поперечного сечения стенки 240 х 6 мм и поясов 150 х 8 мм. Изготовление конструкций испытательного стенда произведено на Кулебакском заводе металлоконструкций в соответствии с техническими условиями СНИП III-18-7 5. Для сварки применена сварочная проволока ев 08Г2С по ГОСТ 2246 - 70, а в качестве защитных газов - углекислота сварочная по ГОСТ 2246 - 70. Высота поясных швов - 6мм. Сварные швы проверены 100% наружным осмотром и обмером, а также систематической проверкой технологического процесса изготовления. Общая и местная устойчивость балок удовлетворяет требованиям СНиП П-23-81 . Для передачи нагрузки и восприятия опорных реакций разработаны конструкции траверс. Для обеспечения общей устойчивости траверсы, передающей нагрузку в пролетах экспериментальных балок, была разработана конструкция скользящих связей (рис.П.9.1.1, П.9.1.2, П.9.1.3).

Размеры балок для выбранных значений величины относительного пролета л были продиктованы конструкцией пресса, для которого разрабатывались экспериментальные балки, как наибольшие возможные.

Отклонения геометрических размеров балок от проектных не превышают 2 мм, кроме балки БЛ-5, для которой наблюдается отклонение перпендикулярности стеки относительно нижнего пояса. Отклонения толщин поясных листов, стенок и ребер жесткости, полученные в результате механической подготовки поверхности балки для проведения экспериментальной оценки напряженно-деформированного состояния, зафиксированы ультразвуковым методом. Данные толщинометрии элементов экспериментальных балок приведены в табл.(4.1.1).

Испытание проведено по неразрезной двухпролетной схеме на поперечный изгиб сосредоточенной силой, приложенной в серединах пролетов, при шарнирном опираний балок на опоры. При этом рассмотрены два типа опор: тангенциальная (для балок БЛ-1, БЛ-4) и плоская с длиной распределения опорного давления на нижний пояс 50мм (для балок БЛ-2, БЛ-3, БЛ-5, БЛ-6).Передача нагрузки от 500-тонного гидравлического пресса осуществлялась через траверсу и стальной брус на всю ширину пояса с длиной распределения 30мм (рис. П.9.1.1). Схемы загружения экспериментальных балок БЛ-1 - БЛ-6 приведены на (рис. П.9.1.5). Нагружение проводилось ступенями с выдержкой под нагрузкой в течении времени, необходимого для затухание деформаций. Для упругой стадии работы это время составило 5 мин., для упруго-пластической - 7-гЮ мин. Общим ориентиром для момента затухания деформаций служили показания индикаторов. Величина ступени нагружения принималась не более 10% от предельной нагрузки, рассчитанной по предлагаемой в теоретической части работы методике. Процесс испытания осуществлялся следующим образом: 1. 2-гЗ пробных нагружения в упругой стадии до величины нагрузки, равной около 20% от расчетной предельной с последующим разгружением до нуля; целью пробных нагружений является обмятие образца для стабилизации показаний индикаторов; 2. Нагружение ступенями до разрушения с полной регистрацией показаний индикаторов и приборов для оценки напряженно-деформированного состояния. Снятие отсчетов и показаний осуществлялось дважды - в начале и в конце каждой ступени нагружения. Для оценки предельной нагрузки конца упругой работы стенки экспериментальных балок и определения зон пластических деформаций при нагрузках, соответствующих упруго-пластической работе, использован метод фотоупругих покрытий [64,65,66]. Деформируясь совместно со стенкой балки, покрытие приобретает оптическую анизотропию в поляризованном свете, то есть на поверхности ОАП появляются интерференционные полосы, характеризующие напряженное состояние металла под нагрузкой. Каждой полосе соответствует свое поле напряжений, по которому можно судить о характере деформаций в конкретной точке исследуемого объекта.

Анализ конца упругой работы стенки на средней опоре и в сечении под нагрузкой опытных балок БЛ-1, БЛ-2, БЛ-4 -БЛ-6

Для этого рассмотрим результаты испытаний экспериментальных балок БЛ-1 (относительный пролет г = 3) и БЛ-4 (относительный пролет г\ = б) с сравнением характера пластических деформаций опорной и пролетной зон стенки.

Развитие пластических деформаций для опорной зоны стенки балки БЛ-1 при нагрузках, превышающих конец упругой работы, начинается с появления и развития одной полосы сдвиговых деформаций параболической формы (рис.П.9.5.1а, П.9.5.16), развивающейся вдоль опорного ребра жесткости как по оси симметрии. Данный характер развития пластических деформаций наблюдается на всех ступенях нагружения. На рис. (П.9.5.2а, П.9.5.26) представлена кинетика развития пластических деформаций рассматриваемой опорной зоны при нагрузках Р = 323кН и Р = 363КН . При нагрузке Р = 323кН происходит образованиє второй полосы сдвиговых деформаций, которая развивается вплоть до потери балкой несущей способности при предельной экспериментальной нагрузке Р = ЗбЗкН. В верхней растянутой зоне стенки образования пластических деформаций не наблюдается. Таким образом, характер и направление сдвиговых деформаций совпадает с характером уменьшения местных сминающих напряжений ау по высоте стенки, которые в короткой балке будут являться определяющими по сравнению с элементарными напряжениями ох. Смещение нижней границы сдвига от оси ребра жесткости объясняется разгружающим эффектом ребра, наиболее сильно проявляющемся, как было показано в главе 2 данной работы, при тангенциальных опорах.

Развитие пластических деформаций для опорной зоны стенки балки БЛ-4 при нагрузках, превышающих конец упругой работы, начинается с появления одной полосы сдвиговых деформаций по направлению поворота опорных сечений при изгибе балки. Дальнейшее увеличение нагрузки приводит к развитию линий скольжения параллельно плоскости нижней полки, т.е. по направлению элементарных нормальных напряжений ох (рис. П.9.5.3а, П.9.5.36). При нагрузках, близких к предельным, зона пластических деформаций развивается как по направлению сминающих напряжений зу, так и по направлению нормальных ох. Следует отметить, что появление пластического сдвига по направлению сминающих напряжений av происходит при нагрузках близких по величине (РкЗООкН) нагрузкам для относительно короткой балки БЛ-1 (рис. П.9.5.1). Данное наблюдение позволяет судить о том, что степень разгружения ребром жесткости стенки мало зависит от величины относительного пролета при условии сохранения одинаковых типов опор и параметров опорных ребер.

Развитие пластических деформаций для пролетной зоны стенки балки БЛ-1 при нагрузках, превышающих конец упругой работы, начинается с появления и развития начальной сдвиговой деформации параболической формы (рис.П.9.5.5), ориентированных под углом к опорному ребру жесткости. Дальнейшее увеличение нагрузки приводит к развитию этой начальной деформации и появлению дополнительных линий скольжения по направлениям нормальных напряжений ах и сминающих су (рис.П.9.5.6). Сравнение характера пластического деформирования стенки под нагрузкой и на средней опоре при одинаковой величине нагружения (рис. П.9.5.26, рис. П.9.5.6) позволяет сделать вывод о том, что в коротких балках (л = 3) влияние элементарных напряжений, а следовательно и значения изгибающего момента, в пролетной зоне больше, чем в зоне средней. При предельных нагрузках образование пластических деформаций в нижней растянутой зоне пролетного сечения не наблюдается.

Развитие пластических деформаций для пролетной зоны стенки балки БЛ-4 при нагрузках, превышающих конец упругой работы, начинается с появления и развития сдвиговых деформаций, ориентированных по двум направлениям: нормальных ах и сминающих ау напряжений (рис. П.9.5.7). В этом случае в одном направлении определяющими будут нормальные напряжения ох (вдоль сжатого пояса), в другом - сминающие напряжения зу (по высоте стенки) При этом, траектории линий скольжения образуют между собой угол превышающий 90 (рис. П.9.5.8). Дальнейшее увеличение нагрузки приводит к началу образования пластических деформаций в растянутой зоне стенки, что объясняется увеличением нормальных напряжений ох (рис. П.9.5.9). Развитие полос сдвиговой деформации от растянутой зоны стенки при дальнейшем нагру-жении балки характеризуется стремительным ростом и появлением новых направлений пластического сдвига, между которыми остаются зоны упругой работы материала (рис. П.9.5.10). При этом новые линии сдвиговых деформаций образуются не только при монотонном нагружении балки, но и в период выдержки под нагрузкой (рис. П.9.5.11, П.9.5.12). Сдвиговые деформации при предельной экспериментальной нагрузке (Р = 343к#) охватывают практически все сечение стенки при малых зонах упругой работы материала между ними (рис. П.9.5.13). При этом местная устойчивость стенки в зоне приложения локальных нагрузок была обеспечена, но в участке между опорным и пролетным ребром жесткости наблюдалось отслоение окалины проката, что позволяет судить о начале потери устойчивости стенки в отсеке между смежными ребрами жесткости. Сравнение картин развития пластического сдвига на ОАП в опорной и пролетной зоне балки БЛ-4 (т = 6) показывает, что как и в случае балки БЛ-1 (л = 3) сечение стенки под нагрузкой по влиянию изгибных нормальных напряжений оказывается в наиболее нагруженном состоянии, чем опорное сечение, в котором при предельной нагрузке в растянутой зоне появляется только одна полоса пластического сдвига (рис. П.9.5.46, рис. П.9.5.13). Рассмотрим результаты испытаний балок БЛ-2 (относительный пролет м = 3), БЛ-5 (относительный пролет л = 6 ) без опорных ребер жесткости в зоне средней опоры.

Развитие пластических деформаций в стенке опорной зоны балки БЛ-2 при нагрузках превышающих конец упругой работы материала начинается с появления нескольких полос сдвиговых деформаций, которые при дальнейшем увеличении нагрузки образуют определенную зону, находящуюся в пластическом состоянии (рис. П.9.5.14а, П.9.5.146). Увеличение нагрузки приводит к монотонному увеличению зоны пластических деформаций как по высоте, так и по ширине стенки (рис. П.9.5.15а, П.9.5.156). При нагружении балки до предельной экспериментальной (Р = 214кН) произошел отлип ОАП от поверхности металла, что свидетельствует о большом значении пластической деформаций в зоне приложения локальной нагрузки, хотя местная устойчивость стенки при визуальном осмотре была обеспечена (рис. П.9.5.16). Растянутая зона стенки при предельной нагрузке не была охвачена пластическими деформациями.

Развитие пластических деформаций в стенке опорной зоны балки БЛ-5 при нагрузках, превышающих конец упругой работы, по своему характеру аналогично опорной зоне стенки балки БЛ-2 (рис. П.9.5.17а, П.9.5.176). При нагрузке Р = 145кН произошел отлип ОАП от поверхности металла, что свидетельствует о появлении больших пластических деформаций в зоне приложения локальных нагрузок. Дальнейшее увеличение нагрузки приводит к монотонному развитию пластических деформаций по высоте и ширине стенки. Однако, при нагрузке Р = 233кН произошла внезапная потеря местной устойчивости стенки в сжатой зоне (рис. П.9.5.18а, П.9.5.186). В верхней растянутой зоне стенки образование пластических деформаций при предельных экспериментальных нагрузках не наблюдается.

Развитие пластических деформаций для пролетной зоны стенки балки БЛ-2 при нагрузках, превышающих конец упругой работы, начинается с появления и развития начальной сдвиговой деформации параболической формы (рис.П.9.5.19а), ориентированной вдоль опорного ребра жесткости. Дальнейшее увеличение нагрузки приводит к развитию начальной деформации и появлению дополнительных линий скольжения по направлению нормальных напряжений ох (рис.П.9.5.19б). Траектории линий скольжения в этом случае образуют между собой угол превышающий 90 (рис. П.9.5.20а, П.9.5.206). При предельных нагрузках образование пластических деформаций в нижней растянутой зоне сечения не наблюдается.

Похожие диссертации на Прочность стальных неразрезных балок при локальных нагрузках и учете влияния конструктивных факторов