автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Остаточный ресурс сварных ездовых балок коробчатого сечения с учетом инерционных воздействий

КОНТРОЛЬНЫЙ ЭКЗЕМПЛЯР

На правах рукописи

ОСТАТОЧНЫЙ РЕСУРС СВАРНЫХ ЕЗДОВЫХ БАЛОК КОРОБЧАТОГО СЕЧЕНИЯ С УЧЁТОМ ИНЕРЦИОННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

Специальность 05 23 01 - Строительные конструкции, здания и сооружения

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ООЗ 162027

Магнитогорск - 2007

003162027

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им Г И Носова»

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Ерёмин Константин Иванович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Ягофаров Хабид,

ГОУ ВПО «Уральский государственный университет путей сообщения», г Екатеринбург

кандидат технических наук, Майстренко Игорь Юрьевич, ФГОУ ВПО «Казанский государственный архитектурно-строительный университет», г Казань

Ведущая организация ОАО НПО «ВНИИПТМАШ», г Москва

Защита состоится «13» ноября 2007 г в 1500 часов на заседании диссертационного совета К212 11101 при ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им Г И Носова» по адресу 455000, г Магнитогорск, Челябинской обл , пр Ленина, 38, Малый актовый зал

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им Г И Носова»

Автореферат разослан «12» октября 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета канд техн наук, доцент

АЛ Кришан

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы

В России находятся в эксплуатации мостовые перегружатели, изготовленные отечественными и зарубежными предприятиями и введенные в эксплуатацию в конце 50-х - начале 90-х годов XX века, начало нового столетия началось с частичной их заменой. На предприятия стали поступать перегружатели нового образца Период эксплуатации перегружателей составляет от 30 до 50 лет

Во время эксплуатации наиболее нагруженными являются ездовые балки, которые испытывают циклический характер нагру-жений, воздействия внешней среды Дефекты, появившиеся на стадии изготовления и в процессе монтажа подрезы, поры, непро-вары и т п , приводят к накоплению усталостных повреждений, к постепенной деградации прочностных характеристик материала и появлению развивающихся макроскопических трещин в наиболее нагруженных зонах на первых этапах эксплуатации Наиболее повреждаемыми являются зоны сопряжения стенки и верхнего пояса ездовых балок (появляются усталостные трещины), материал которых испытывает статические и динамические нагрузки, а также инерционные воздействия

Замена перегружателей на складах другими средствами механизации сопряжена со значительными затратами на переустройство всего складского хозяйства Поэтому продление срока эксплуатации перегружателей - задача актуальная не только с технической, но и экономической точки зрения

Существующие методики по оценке остаточного ресурса конструкций с трещиноподобными дефектами сварки базируются на классических принципах механики разрушения и в достаточной степени отражают специфику работы самого материала, но не учитывают инерционные воздействия, а также их влияние на изменение напряженно-деформированного состояния (НДС) во времени По предварительной оценке производственников, инерционные воздействия вносят существенный вклад в уменьшение срока эксплуатации перегружателей за счет дополнительных циклов нагружения

С учетом вышесказанного, существует необходимость учета инерционных воздействий при оценке остаточного ресурса на стадии роста усталостной трещины (РУТ) ездовых балок перегружателей, эксплуатирующихся с трещиноподобными дефектами сварки

Объектом исследования являются сварные неразрезные стальные ездовые балки несимметричного коробчатого сечения мостовых перегружателей на складах сыпучих материалов коксохимического производства металлургических комплексов

Предмет исследования: горизонтальные поперечные перемещения сварных неразрезных стальных ездовых балок несимметричного коробчатого сечения при остановке мостового перегружателя

Цель исследования: экспериментальное изучение горизонтальных поперечных перемещений и оценка их влияния на остаточный ресурс на стадии РУТ ездовых балок мостовых перегружателей при фактическом режиме эксплуатации

Основные задачи исследования:

1 Проанализировать условия эксплуатации, повреждаемость несущих конструкций и ездовых балок мостовых перегружателей, причины появления дефектов и повреждений

2 Провести экспериментальные исследования и выполнить анализ результатов исследований горизонтальных поперечных перемещений ездовых балок от инерционных воздействий при остановке решетчатого мостового перегружателя

3 Определить параметры нагружения ездовых балок инерционными воздействиями

4 Выполнить численный анализ НДС материала в зонах обнаруженных и прогнозируемых повреждений ездовых балок мостовых перегружателей на действие эксплуатационных и инерционных нагрузок при фактическом режиме эксплуатации

5 Выполнить учёт инерционных воздействий при оценке остаточного ресурса на стадии РУТ ездовых балок мостовых перегружателей при фактическом режиме эксплуатации

6 Разработать рекомендации по обеспечению дальнейшей безопасной эксплуатации мостовых перегружателей при наличии накопленных дефектов и повреждений

Методы исследований: методы фоторегистрации, оптический, вибродиагностики, статистическая обработка результатов, численное моделирование НДС методом конечных элементов, блочное программирование на прикладных математических комплексах

Достоверность представленных материалов подтверждается применением аттестованных средств измерений и приборов, использованием сертифицированных программных комплексов, удовлетворительной сходимостью результатов натурных исследований и теоретических расчетов, применением апробированных методов строительной механики и механики разрушения и отсутствием противоречий фундаментальным научным положениям

Научная новизна:

1 Экспериментально установлено влияние горизонтальных поперечных перемещений ездовых балок на остаточный ресурс ездовых балок мостовых перегружателей

2 Предложена функция, характеризующая затухающие колебания консолей ездовых балок мостовых перегружателей с учетом инерционных воздействий

Практическое значение работы

1 Доказана возможность применения метода фоторегистрации для определения общей деформации и перемещений большепролетных конструкций

2 Разработаны рекомендации по обеспечению дальнейшей безопасной эксплуатации мостовых перегружателей при наличии накопленных дефектов и повреждений

3 Учтены инерционные воздействия при оценке остаточного ресурса на стадии РУТ ездовых балок мостовых перегружателей при фактическом режиме эксплуатации

Реализация научных исследований проведена на предприятиях Южного Урала - ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат», филиал ОАО «ОГК-2» - Троицкая ГРЭС, а также ОАО «Магнитогорский ГИПРОМЕЗ»

Апробация работы. Основные результаты исследований и положения диссертации представлялись на следующих конференциях

- 61-я научно-техническая конференция по итогам научно-исследовательских работ за 2001-2002 гг, г Магнитогорск, 2002 г,

- 63-я научно-техническая конференция по итогам научно-исследовательских работ за 2003-2004 гг, г Магнитогорск, 2004 г,

- 1-я международная конференция «Предотвращение аварий зданий и сооружений», Россия, Абзаково, 12-14 декабря 2006 г,

- 1-я научно-практическая конференция «Промышленная безопасность при эксплуатации подъемных сооружений», Уфа, 2021 сентября 2007 г,

- II всероссийская конференция «Безопасность и живучесть технических систем», г Красноярск, 8-12 октября 2007 г

Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 7 научных работах в сборниках научных трудов и материалах конференций

На защиту выносятся:

1 Анализ результатов экспериментальных исследований горизонтальных поперечных перемещений ездовых балок от инерционных воздействий при остановке решетчатого мостового перегружателя

2 Учет инерционных воздействий при оценке остаточного ресурса на стадии РУТ ездовых балок мостовых перегружателей при фактическом режиме эксплуатации

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и списка использованных источников (122 наименования) Объем диссертации составляет 151 страница, в том числе 67 рисунков 19 таблиц

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Введение. Раскрыта актуальность выбранной темы диссертационной работы, сформулированы цель, задачи, научная новизна исследований и их практическая значимость, основные положения, выносимые на защиту

Первая глава посвящена обоснованию цели и задач исследования по результатам анализа существующих методик оценки остаточного ресурса на стадии РУТ циклически нагруженных металлических конструкций с трещиноподобными дефектами

В настоящее время наиболее перспективными считаются перегружатели с решетчатой схемой несущих конструкций и сварными сечениями элементов Обзор повреждаемости и разрушений подобных сооружений показал, что наиболее повреждаемыми являются ездовые балки Аварии перегружателей указывают на актуальность рассматриваемой проблемы

Основные положения оценки остаточного ресурса на стадии РУТ металлических конструкций заложены в работах Д Броека, В 3 Партона, К Хеллана, С Мэнсона, С В Серенсена, В П Когаева, Н А Махутова, А Б Злочевского, К И Еремина, М В Нащёкина, А П Гусенкова и др Их анализ показал, что при практическом применении при оценке остаточного ресурса ездовых балок они имеют ряд недостатков и требуют корректировки, а именно не отражают фактического режима работы и инерционного нагружения

Проведен обзор работ В М Горицкого, П Д Одесского, В В Москвичёва, Ю С Бахрачевой, Е М Баско, Г Р Шнейдерова, К И Еремина, М В Нащёкина и др по вопросу изучения эксплуатационных свойств сталей На основании проведенного обзора установлено, что свойства сталей, применяемых при изготовлении металлических конструкций перегружателей, изучены достаточно подробно в эксплуатационном диапазоне температур перегружа-

телей, который зависит от климатического района расположения объекта

По результатам изучения состояния вопроса были определены и сформулированы цель и задачи исследования

Во второй главе представлены методика и анализ результатов экспериментального исследования горизонтальных поперечных перемещений ездовых балок от инерционных воздействий при остановке решетчатого перегружателя

В процессе выбора и обоснования объекта исследования было установлено, что перегружатели нового образца с решетчатой несущей конструкцией имеют повышенную деформативность ездовых балок в момент его остановки

Систему несущих конструкций перегружателя можно охарактеризовать как пространственную решетчатую конструкцию, состоящую из двух плоских вертикальных ферм, П-образных связе-вых рам с подкосами и системы горизонтальных связей по верхним поясам ферм, а ездовые балки - как систему многопролетная неразрезная балка, в том числе работающая как нижний пояс вертикальной фермы (рис 1)

По результатам проведенных осмотров ездовых балок выявлены дефекты сварных швов (подрезы, поры, непровары, шлаковые включения и т п) которые при оценке остаточного ресурса можно классифицировать как начальные трещиноподобные дефекты сварки

Рис 1 Мостовой перегружатель решётчатой конструкции

Экспериментальная оценка величин горизонтальных поперечных перемещений, необходимая для изучения характеристик деформативности ездовых балок, выполнялась с использованием следующих независимых методов

покадровая скоростная фоторегистрация положения ездо-

вых балок и одновременно - лазерными дальномерами,

измерение портативным виброанализатором параметров и частотных характеристик колебаний ездовых балок

Статистическая обработка данных экспериментальных измерений показала, что погрешность измерений составляет 8%

При остановке перегружателя значения горизонтальных поперечных перемещений ездовых балок консоли со стороны жесткой опоры достигают величины 150 мм Результаты проведенных измерений представлены на рис 2

Рис 2 Схемы горизонтальных поперечных перемещений (мм)

ездовой балки

На основании анализа данных покадровой фоторегистации и виброанализатора выявлены параметры затухающих колебаний при остановке перегружателя

частота затухающих колебаний составляет 0,4-0,8 Гц, время затухания значимых колебаний составляет 20 с, за которые ездовые балки совершают 15 полных колебаний с переменными значениями амплитуд (рис 3),

колебательный процесс после полной остановки дает дополнительные циклы нагружения ездовых балок с характерным

базовым числом 1,6* 106 за 25 лет эксплуатации, которые ранее не учитывались при оценке остаточного ресурса конструкций

200 150 | 100 1 50

-100 -150 -200

Рис 3 График затухающего колебательного процесса на базе выделенного периода значимых колебаний ездовых балок

В процессе анализа полученных перемещений и характера колебательного процесса установлены места наилучшего расположения грейферной тележки при передвижении перегружателя

Построение дополнительных блоков нагружения для учета циклического воздействия инерционных воздействий при остановке перегружателя выполнено по результатам оценки значений затухающих колебаний и на основании фактического режима работы В дальнейшем инерционный блок нагружения учтен при построении алгоритма оценки остаточного ресурса ездовых балок

В третьей главе произведен численный анализ НДС несущих конструкций мостовых перегружателей по стержневой схеме и посредством моделирования работы узлов выполнен переход к фактическому НДС в ездовых балках Расчеты проводились в программном комплексе STARK_ES версии 4 2 Обоснован выбор расчетных схем и типов конечных элементов (КЭ) в ходе проведения математического моделирования Произведен анализ фактических нагрузок, действующих на перегружатели

Для сравнения расчетных значений горизонтальных поперечных перемещений с экспериментальными данными произведен расчет на действие инерционных нагрузок возникающих при остановке перегружателя с учетом фактических условий, в момент проведения эксперимента Схема деформирования перегружателя представлена на рис 4

Перемещения, полученные расчетным путем, хорошо корреспондируются с экспериментальными значениями Учитывая идеализацию расчетной схемы и прикладываемых нагрузок, сходимость результатов составляет 88%

А Л /Ч f

fXtXtXf

0 5 10 15 20

Шкала времени, с

Рис 4 Схема деформирования перегружателя при остановке

Для построения блоков нагружений элементов выполнены расчеты несущих конструкций с определением НДС при различных эксплутационных нагрузках (положение тележки и условие с грузом или без, торможение перегружателя и дифференцированная ветровая нагрузка) По полученным графикам изменения напряжений (рис 5) построены блоки НДС для предварительно выбранных характерных зон сечений ездовых балок (рис 6,6), выделенных как наиболее нагруженные и опасные

£ к о.

500 250

* * «

> * ✓ л "ч. *ааи » а» •

< т *»

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 Координата положения тележки, м

Рис 5 Графики изменения эквивалентных напряжений в характерных зонах 1-4 сечения ездовой балки

Для определения распределения напряжений в узлах сопряжения ездовой балки с элементами фермы было проведено моделирование работы узлов (рис. 6,а) на пространственных схемах с КЭ типа оболочка на основании статического расчета по стержневой пространственной схеме. Для учета локальных напряжений в стенке ездовой балки подсчитаны локальные нагрузки от колес тележки, передающиеся через рельс на верхнюю полку сечения. Нагрузка принята, согласно работам К, К. Нежданова, распределенной по косинусоидальному закону д(6) = ц0 ■ cos2 шв.

Изменение размера конечно-элементной сетки

Рис. 6. Конечно элементная модель узла сопряжения ездовой балки с элементами фермы; а - аксонометрическая схема узла; б - сечение ездовой балки

Переход от нормальных и касательных напряжений к эквивалентным в рамках плоского напряженного состояния выполнен по формуле

же

4

(1)

где ох и оу- главные нормальные напряжения, тху - касательные напряжения

Условную зависимость между НДС, рассчитанным по стержневой схеме и модели узла, возможно построить через эквивалентные напряжения, а знак напряжений в зоне, учитывая их инвариантность, необходимо определять по нормальным напряжениям

Теоретические коэффициенты конструктивной концентрации к, получены при переходе от стержневой к пространственной модели с КЭ типа оболочка по формуле

где а0в - напряжения в модели с КЭ типа оболочка, (Уст - напряжения в стержневой модели

В результате обработки данных расчета получены теоретические коэффициенты конструктивной концентрации к, для каждой группы значений характерной зоны сечения ездовой балки

Для реализации полученных зависимостей в итерационном процессе вычисления остаточного ресурса необходимо выполнить переход от перемещений к напряжениям в характерных зонах сечения ездовых балок (рис 4)

На основании выборки экспериментальных данных по результатам покадровой фоторегистрации за 20 с, уравнения затухающих колебаний и результатам расчета предложена функция, характеризующая затухающие колебания консолей ездовых балок перегружателя, в которой коэффициенты уравнения получены эмпирическим путем

(2)

Асги (0 - 2 • <тЛ • е-"' • яп(о> • *), (3)

где сгА - амплитуда колебаний,

к - коэффициент затухания колебаний, t - время затухания колебаний, со - частота колебаний

2100 о 1950 * 1800 | 1650

о- 1200 ™ 1050 а> 900 £ 750

I 600

5 450 I 300 g 150

т 0 5 10 15 20

Шкала времени, с

Рис 7 График затухающего колебательного процесса изменения эквивалентных напряжений в характерной зоне сечения ездовой балки консоли от инерционных воздействий

В четвертой главе на основании принципов механики разрушения и созданных блоков дифференцированного нагружения эксплуатационными нагрузками выполнен учет инерционных воздействий при оценке остаточного ресурса на стадии РУТ ездовых балок перегружателей при фактическом режиме эксплуатации

В оценке остаточного ресурса ездовых балок заложены следующие предпосылки и допущения

любой дефект, встречающийся в сварных швах, можно классифицировать как начальную трещину с конкретными параметрами, а предположение, что трещина уже миновала период подрастания до сквозной трещины, создает только запас в определенном остаточном ресурсе,

ветровая нагрузка оказывает циклическое воздействие, а частота ее воздействий и величина соответствуют графику интегральной повторяемости скоростей ветра с максимальным значением скорости ветра в соответствии с районом расположения, а направление ее действия возможно только на фронтальную поверхность перегружателя,

повторяемость режима эксплуатации перегружателя соответствует суточному графику работы,

частота изменения внешних воздействий соответствует частоте изменения внутренних усилий в конструкциях перегружателя

Общая блок-схема оценки остаточного ресурса представлена на рис 8

Результат

Остаточный ресурс

/

N

Обработка и расчет

НДС или КИН (Да или ¿К)

Ч Параметры 1 р с щ и носто й к о сти

/1 N

Ввод данных

Параметры нагружения

Зависимости перехода от нагружения к НДС

Характеристики стали

Рис. 8. Общая блок-схема расчета остаточного ресурса

Для цифрового описания каждого вида нагружения построены блоки. Построение блоков выполнено методом блочного моделирования и полностью отражает принцип суперпозиций (независимости) на этапе их развертывания на временную шкалу. Общая схема представлена на рис. 9.

Построение

блока ветрового нагружения

5Ш

Построение блока работы грейферной тележки

Итоговая матрица нагружения

Сопоставление и объединение полученным блоков

■ Увязка на временную шкалу

Построение блока инерционного нагружения

• Увязка на временную шкалу

Рис. 9. Принципиальная схема построения блоков нагружения

Для учета циклического воздействия от ветровой нагрузки использованы блоки ветрового нагружения, разработанные в работах Д.В. Шаповала на основании данных Р.П Бернгардта. Ветровая нагрузка принята пошаговая 3, 6, 9, 12, 15, 18, 20, 24 и 27 м/с, при этом в соответствии с паспортом для рабочего состояния перегружателя максимальная скорость ветра принята 20 м/с, а при больших скоростях ветра перегружатель рассчитывается, фиксируя любые эксплуатационные нагрузки, как в момент простоя.

Построение общего режима нагружения разделили на функциональные действия: передвижение вдоль пути перегружателя, работа грейферной тележкой и периоды простоя. Принципиальная схема общего режима нагружения перегружателя представлена на рис. 10.

•Положение тележки на мосту

•С грузом или порожний • Время работы на каждом участке

•Направление движения •Характер торможения •Положение тележки

• Ремонтные работы •Пересменки

•Нерабочие внешние условия •Технологические перерывы

Рис. 10. Принципиальная схема общего режима нагружения перегружателя

На основании наблюдений и регистрации режимов работы перегружателя и данных с регистратора параметров нагружения были получены количественные характеристики, позволяющие систематизировать работу перегружателя.

Общий алгоритм оценки остаточного ресурса на стадии РУТ ездовых балок мостовых перегружателей с учетом инерционных воздействий при фактическом режиме эксплуатации основан на основных положениях механики разрушения.

Работа грейферной тележки

Передвижение перегружателя вдоль пути

Простой

Скорость роста усталостной трещины описывается классическим уравнением Пэриса-Эрдогана, которое характеризует рост трещины на определенной базе циклов нагружения

— = С(АКГ, (4)

где МШ - скорость роста усталостной трещины,

С и п - экспериментальные константы материала

В упругой стадии работы материала, что соответствует НДС ездовых балок, определяли значения размаха коэффициента интенсивности напряжений (КИН) по известной формуле

АК = АстхвЛ1же0/1К, (5)

где Дсгэкв - размах значений эквивалентных напряжений,

■£о - начальный размер трещины или трещиноподобного дефекта,

/¡к - поправочная функция в зависимости от вида трещины, способа нагружения и формы элемента конструкций

Значения размаха КИН в технологическом блоке работы грейферной тележки определяли по формуле

АКР = (Лсгр + Асгв)^7г^/!К , (6)

где Астр - размах значений напряжений при работе грейферной тележки,

Аав - размах значений напряжений при ветровом воздействии

Значения размаха КИН в инерционном блоке нагружения определяли по формуле

АКИ = (Асги ± Аав)ф^/1К , (7)

где Ааи - размах значений напряжений при инерционном воздействии

Общее число циклов нагружения до достижения трещиной критического размера определяли по формуле

(8)

1=1

где Ир, - число циклов работы грейферной тележки, Ш, - число циклов от инерционных воздействий

Общий блок нагружения ездовых балок от технологических и инерционных воздействий представлен на на рис 11

№ ' блока

Л

. №1 Ни, "'""-""'Л , №2 N4, ........................ Пщ Ир, (,.............1,1,1 .....„.и, <е

Рис 11 Общий блок нагружения ездовых балок

Ввиду отсутствия многочисленных данных и трудоемкости определения параметров уравнения Пэриса-Эрдогана, (рис 12), используем эмпирические зависимости, полученные в работах Ю С Бахрачевой

Рис 12 Определение параметров уравнения Пэриса-Эрдогана

Скорректированная математическая итерационная модель оценки остаточного ресурса до достижения трещиной критического размера с учетом инерционных воздействий, условий эксплуатации, режима нагружения и механической неоднородности материала состоит из следующих расчетных блоков (рис 13)

1 Исходные данные

- конструктивные характеристики ездовых балок,

- режим работы перегружателя,

- климатические условия эксплуатации,

- механические характеристики материала,

- параметры начальных условий дефектов и повреждений

2 Расчетный блок порядок проведения расчета (выходные данные по результатам расчета каждого блока)

а) построение блока фактического режима работы,

б) расчет параметров блоков циклического нагружения

- генерирование случайного процесса ветрового нагружения в течение годового цикла (блок данных скоростей и пульсаций ветра по заданным ожиданиям скоростей и направлениям),

- переход от значений нагружения к значениям размаха напряжений и формирование циклического блока НДС,

- генерация технологического и инерционного блока нагружения в течение годового цикла,

в) расчет значений ударной вязкости при эксплуатационной температуре (построение функциональной зависимости значений ударной вязкости при температуре проведенных испытаний от эксплуатационного диапазона температур),

г) расчет критического КИН и критической длины трещины по характеристикам материала и параметрам циклического нагружения,

д) расчет параметров С и и уравнения Пэриса-Эрдогана на основе эмпирических зависимостей и получение функциональных зависимостей параметров от переменных (зоны материала с различными свойствами, параметры циклического нагружения и температурные условия)

3 Блок графического представления

а) непосредственно итерационное вычисление характеристик усталостного роста трещины до критической длины,

б) построение кинетической диаграммы роста трещины

Расчеты по данной методике проведены с использованием

математических прикладных программ (MathCAD и Microsoft Excel)

Блок ввода исходных данных

■Климэтические характеристики •Свойства стали

•Начальные параметры трещины

Блок расчета параметров циклического нагружения

•Ветровое на гружен ие

•Технолога чес кое от работы грейферной тележки • Инерционное нагружение

•Построение функциональны* зависимостей перехода от ьэгружений к НДС

Блок расчета параметров трещиностойкости

•Статическая трещи ностойкость (для оп ределенм я критической длины трещины) 'Циклическая тре щ и н о сто й кость {дл я о п ре дел е н и я парам етров ура вне ния Пзрис а-Эрдогана} •Построение функциональных зависимостей от изменяющихся параметров_

Блок построения кинетической диаграммы усталостного разрушения

■Блок итерационного вычисления скорости роста трещины и длинь)трещины во временной шкале »Обработка полученных здачекнК и построение матрицы характерисгических значений (счетчик ци клоа нзгруж ения)

• Построение кн нети нес ной ди аграммы разрушения

Рис. 13. Блок-схема расчета остаточного ресурса

На рис, 14, 15 представлены диаграммы роста усталостной трещины на примере расчета сварной неразрезной стальной несимметричной ездовой балки коробчатого сечения решетчатого мостового перегружателя. Трещина горизонтальная /й=10 мм, 4=901,004 мм, 7^=30 мес.

5

I

3-

I

1 10"'

Время эксплуатации, месяцы

Рис. 14. Диаграммы роста усталостной трещины по оси ординат в логарифмической шкале координат (периоды годовых колебаний скорости роста трещины)

а)

0.0016

1000 15оо 2000 г500

Количество циклов нагружвния, №1000

зооо 35оо юоо

МОГ1

О 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Количество циклов нафужения, МхЮОО

Рис. 15. Кинетическая диаграмма роста усталостной трещины: а - в стандартной шкале координат; б - по оси ординат в логарифмической шкале координат

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1 Анализ повреждаемости несущих конструкций мостовых перегружателей показал, что наиболее повреждаемыми являются ездовые балки Часто встречающимися и наиболее опасными являются усталостные трещины, а также трещиноподобные дефекты сварных соединений Наиболее повреждаемыми являются зоны сопряжения стенки и верхнего пояса ездовых балок

2 При остановке решетчатого мостового перегружателя значение горизонтальных поперечных перемещений ездовых балок консоли со стороны жесткой опоры достигает величины 150 мм, что приводит к возникновению дополнительных напряжений в зонах выявленных и вероятных повреждений уровнем Дои <0,5 ат

3 Выявлены параметры нагружения ездовых балок инерционными воздействиями

после полной остановки перегружателя ездовые балки совершают затухающие колебания,

число дополнительных циклов нагружения за время эксплуатации достигает 1,6x106,

частота затухающих колебаний составляет 0,4-0,8 Гц, время затухания значимых колебаний составляет 20 с, за которые ездовые балки совершают 15 полных колебаний

4 Эквивалентные напряжения в сечениях ездовых балок, в местах конструктивной концентрации напряжений и влияния краевых эффектов, рассчитанные по пространственной схеме с конечными элементами типа оболочка, отличаются от напряжений, подсчитанных по результатам расчета пространственной стержневой схемы Теоретические коэффициенты конструктивной концентрации к, при переходе от пространственной стержневой модели к пространственной модели с конечными элементами типа оболочка варьируются с краевым эффектом - от 1,22 до 3,24, без краевого эффекта - от 1,04 до 1,94

5 Оценено влияние инерционных воздействий на остаточный ресурс ездовых балок мостовых перегружателей на стадии РУТ Отмечено, что учет инерционных воздействий приводит к уменьшению остаточного ресурса до 30%

6 Разработаны рекомендации по обеспечению дальнейшей безопасной эксплуатации мостовых перегружателей при наличии накопленных дефектов и повреждений

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1 Берёзкина, Ю.В. Методика определения перемещений ездовых балок от инерционных воздействий [Текст] / Д В Шаповал, Ю В Берёзкина // Транспортное строительство - 2007 - № 10 -Библиогр с 30-31

2 Берёзкина, Ю.В. Экспериментальные исследования новых мостовых перегружателей [Текст] / Ю В Берёзкина // Подъемно-транспортное дело - 2007 - № 4 - Библиогр с 2-4

3 Берёзкина, Ю.В. Анализ повреждаемости ездовых балок кранов-перегружателей [Текст] / М В Нащекин, Ю В Берёзкина // Предотвращение аварий зданий и сооружений межвуз сб науч тр -Вып 6 - Магнитогорск МГТУ, 2006 - Библиогр с 145-152

4 Березкина, Ю.В. Оценка остаточного ресурса мостового перегружателя № 6 углеподготовительного цеха коксохимического производства [Текст] / М В Нащёкин, Ю В Берёзкина // Предотвращение аварий зданий и сооружений межвуз сб науч тр -Вып 7 - Магнитогорск МГТУ, 2007 - Библиогр с 192-203

5 Берёзкина, Ю.В. Анализ конструктивных особенностей и повреждаемости мостовых перегружателей [Текст] / Ю В Берёзкина // Предотвращение аварий зданий и сооружений межвуз сб науч тр - Вып 7 - Магнитогорск МГТУ, 2007 - Библиогр с 206-210

6 Берёзкина, Ю.В. Аварии и разрушения мостовых перегружателей [Текст] / Ю В Берёзкина // Промышленная безопасность при эксплуатации подъемных сооружений мат -лы 1-й науч -практич конф - Уфа УГНТУ, 2007 - Библиогр с 25-28

7 Берёзкина, Ю.В. Некоторые аспекты расчета мостовых перегружателей [Текст] / Ю В Березкина // Промышленная безопасность при эксплуатации подъемных сооружений мат-лы 1-й науч -практич конф - Уфа УГНТУ, 2007 - Библиогр с 29-33

)

Подписано в печать 10 10 2007 Формат 60x84 1/16 Бумага тип № 1

Плоская печать Услпечл1,00 Тираж! 00 экз Заказ 618

455000, Магнитогорск, пр Ленина, 38 Полиграфический участок ГОУ ВПО «МГТУ»

ВВЕДЕНИЕ.

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ

НАСТОЯЩЕЙ РАБОТЫ.

1.1. Анализ конструктивных решений мостовых 10 перегружателей.

1.2. Анализ условий эксплуатации мостовых перегружателей и назначение эксплуатационных нагрузок.

1.3. Анализ повреждаемости, примеры аварий и разрушений мостовых перегружателей.

1.4. Анализ существующих методик определения остаточного ресурса металлических конструкций.

1.4.1. Определение остаточного ресурса по определяющим параметрам.

1.4.2. Определение остаточного ресурса по трещиноподобным дефектам.

1.4.3. Определение остаточного ресурса по критерию остаточных сварочных напряжения.

1.4.4. Расчетные методы оценки остаточного ресурса.

1.4.5. Классический подход к прогнозированию остаточного ресурса.

1.5. Анализ свойств сталей, применяемых для изготовления несущих конструкций мостовых перегружателей.

1.5.1. Химический состав и механические характеристики.

1.5.2. Статическая и циклическая трещиностойкость.

1.6. Выводы по состоянию вопроса и задачи дальнейших исследований.

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ЕЗДОВЫХ БАЛОК

ПРИ ОСТАНОВКЕ МОСТОВОГО ПЕРЕГРУЖАТЕЛЯ.

2.1. Натурные объекты проведения исследований.

2.2. Визуально и измерительный контроль состояния металлоконструкций мостовых перегружателей.

2.3. Методика изучения перемещений ездовых балок при остановке мостового перегружателя.

2.3.1. Метод скоростной покадровой фоторегистрации.

2.3.2. Измерение амплитуд перемещений ездовых балок лазерными дальномерами.

2.3.3. Измерение частотных характеристик ездовых балок портативным виброанализатором.

2.3.4. Описание действия приборов и погрешности измерений.

2.3.5. Методика исключения ошибок и учета погрешностей.

2.4. Результаты экспериментальных исследований перемещений ездовых балок при остановке мостового перегружателя.

2.5. Выводы по главе.v.

ГЛАВА 3. РАСЧЕТ НЕСУЩИХ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

МОСТОВЫХ ПЕРЕГРУЖАТЕЛЕЙ.

3.1. Назначение расчетной схемы мостового перегружателя и обоснование выбора типа конечных элементов.

3.2. Назначение эксплуатационных нагрузок.

3.2.1. Постоянные нагрузки.

3.2.2. Инерционные нагрузки.

3.2.3. Ветровые нагрузки.

3.3. Результаты расчета конструкций мостового перегружателя при помощи программного комплекса STARKES 4.2.

3.3.1. Схемы деформации несущих конструкций мостового перегружателя.

3.3.2. Результаты определения напряжений от эксплуатационных нагрузок в сечениях ездовых балок.

3.4. Моделирование НДС материала узлов по пространственной схеме с конечными элементами типа «оболочка».

3.5. Методика учета локальных напряжений.

3.6. Теоретические коэффициенты конструктивной концентрации напряжений.

3.7. Выводы по главе.

ГЛАВА 4. УЧЕТ ИНЕРЦИОННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ ПРИ ОЦЕНКЕ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА НА СТАДИИ РОСТА УСТАЛОСТНОЙ ТРЕЩИНЫ ЕЗДОВЫХ БАЛОК МОСТОВЫХ ПЕРЕГРУЖАТЕЛЕЙ ПРИ ФАКТИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ.

4.1. Назначение расчетных параметров для оценки остаточного ресурса ездовых балок.

4.2. Построение блоков режимов нагружения.

4.2.1. Ветровой блок нагружения.

4.2.2. Инерционный блок нагружения.

4.2.3. Технологический блок нагружения.

4.3. Корректировка алгоритма оценки остаточного ресурса на стадии РУТ ездовых балок мостовых перегружателей с учетом инерционных воздействий.

4.4. Пример расчета остаточного ресурса ездовых балок.

4.5. Рекомендации по обеспечению безопасной эксплуатации мостовых перегружателей при наличии накопленных дефектов и повреждений

В России находятся в эксплуатации мостовые перегружатели, изготовленные отечественными и зарубежными предприятиями и введенные в эксплуатацию в конце 50-х - начале 90-х годов XX века. Новое столетие началось с частичной их замены, в эксплуатацию стали вводить перегружатели нового образца. Период эксплуатации перегружателей в сложных условиях работы составляет от 30 до 50 лет.

Во время эксплуатации наиболее нагруженными являются ездовые балки, которые испытывают циклический характер нагружений, воздействия внешней среды. Дефекты, появившиеся на стадии изготовления и в процессе монтажа (подрезы, неравномерность и чешуйчатость шва, наплывы и т.п.) приводят к накоплению усталостных повреждений и коррозии, к постепенной деградации прочностных характеристик материала и появлению развивающихся макроскопических трещин в наиболее нагруженных зонах на первых этапах эксплуатации. Наиболее повреждаемыми являются зоны сопряжения стенки и верхнего пояса ездовых балок (появляются усталостные трещины).

Необходимо отметить следующие обстоятельства, способствующие снижению надежности мостовых перегружателей всех типов:

- эксплуатационные службы не всегда регистрируют выявленные ими дефекты и повреждения при полном и частичном технических освидетельствованиях, так как при наличии повреждений, например трещин, эксплуатация крана запрещается;

- обследование мостовых перегружателей недостаточно квалифицированными специалистами, в результате остаются невыявленными серьезные дефекты и повреждения;

- ремонт и усиление конструкций по недостаточно проработанным и исследованным техническим решениям.

Замена перегружателей на складах другими средствами механизации сопряжена со значительными затратами на переустройство всего складского хозяйства. Поэтому продление срока эксплуатации перегружателей - задача, актуальная не только с технической, но и экономической точки зрения.

Существующие методики по оценке остаточного ресурса конструкций с трещиноподобными дефектами сварки базируются на классических принципах механики разрушения и в достаточной степени отражают специфику работы самого материала, но не учитывают инерционные воздействия, а также их влияние на изменение напряженно-деформированного состояния (НДС) во времени.

По предварительной оценке производственников, инерционные воздействия вносят существенный вклад в уменьшение срока эксплуатации перегружателей за счет дополнительных циклов нагружения.

С учетом вышесказанного, существует необходимость учета инерционных воздействий при оценке остаточного ресурса на стадии роста усталостной трещины (РУТ) ездовых балок перегружателей, эксплуатирующихся с трещиноподобными дефектами сварки.

Целью настоящей работы является экспериментальное изучение горизонтальных поперечных перемещений и оценка их влияния на остаточный ресурс на стадии РУТ ездовых балок мостовых перегружателей при фактическом режиме эксплуатации.

Научная новизна:

1. Экспериментально установлено влияние горизонтальных поперечных перемещений ездовых балок на остаточный ресурс ездовых балок мостовых перегружателей.

2. Предложена функция, характеризующая затухающие колебания консолей ездовых балок мостовых перегружателей с учетом инерционных воздействий.

На защиту выносятся:

1. Анализ результатов экспериментальных исследований горизонтальных поперечных перемещений ездовых балок от инерционных воздействий при остановке решетчатого мостового перегружателя.

2. Учет инерционных воздействий при оценке остаточного ресурса на стадии РУТ ездовых балок мостовых перегружателей при фактическом режиме эксплуатации.

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Долговечность - свойство технического объекта сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов. Предельное состояние изделия определяется в зависимости от его схемно-конструктивных особенностей, режима эксплуатации и сферы использования. В ряде случаев предельное состояние определяется достижением периода повышенной интенсивности отказов. Применение этого метода обусловлено снижением эффективности эксплуатации изделий, компоненты которых имеют повышенную интенсивность отказов, а также нарушением требований безопасности. Различают показатели долговечности, характеризующие долговечность по наработке и по календарному времени службы. Показатель, характеризующий долговечность изделия по наработке, называется ресурсом, показатель, характеризующий долговечность по календарному времени, - сроком службы.

Интенсивность эксплуатации - показатель, характеризующий режим использования изделия; выражается отношением продолжительности эксплуатации изделия к календарному периоду (в часах), в течение которого осуществляется наработка.

Ресурс технический - наработка технического устройства (машины, системы) до достижения им предельного состояния, при котором его дальнейшая эксплуатация невозможна или нежелательна из-за снижения эффективности либо возросшей опасности для человека. Ресурс технический представляет собой случайную величину, так как продолжительность работы устройства до достижения им предельного состояния зависит от большого числа не поддающихся учёту факторов, таких, например, как условия окружающей среды, структура самого устройства и т.п.

Наработка изделия - продолжительность функционирования изделия либо объём работы, выполненный им за некоторый промежуток времени.

Остаточный ресурс металлической конструкции - наработка сооружения от момента проведения технической диагностики до момента достижения конструкцией предельного состояния. Под остаточным ресурсом принято понимать период безаварийной работы, на который можно продлить эксплуатацию сооружения после выработки им нормативного срока службы.

Различают фактический и расчетный остаточный ресурс.

Фактический остаточный ресурс - это срок времени, которое способно проработать конкретное сооружение (конструкция) до разрушения.

Расчетный остаточный ресурс - это вероятный срок безопасной эксплуатации сооружения (конструкции), полученный с помощью одной из методик расчета остаточного ресурса.

Предельное состояние - состояние сооружения (конструкции), при котором дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.

Работоспособное состояние - состояние сооружения (конструкции), при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствует требованиям нормативной и/или проектной документации.

Моделирование - исследование объектов познания на их моделях; построение и изучение моделей реально существующих предметов и явлений (живых и неживых систем, инженерных конструкций, разнообразных процессов - физических, химических, биологических, социальных) и конструируемых объектов (для определения, уточнения их характеристик, рационализации способов их построения и т. п.).

Коэффициент интенсивности напряжений (КИН) - величина, определяющая напряженно деформированное состояние и смещения вблизи вершины трещины для упругого тела, независимо от схемы нагружения, формы и размеров тела и трещины.

Трещиностойкость - термин, определяющий способность материала сопротивляться развитию трещин при механических и других воздействиях.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Анализ повреждаемости несущих конструкций мостовых перегружателей показал, что наиболее повреждаемыми являются ездовые балки. Часто встречающимися и наиболее опасными являются усталостные трещины, а также трещиноподобные дефекты сварных соединений. Наиболее повреждаемыми являются зоны сопряжения стенки и верхнего пояса ездовых балок.

2. При остановке решетчатого мостового перегружателя значение горизонтальных поперечных перемещений ездовых балок консоли со стороны жесткой опоры достигает величины 150 мм, что приводит к возникновению дополнительных напряжений в зонах выявленных и вероятных повреждений уровнем До-//,- ^0,5 ат.

3. Выявлены параметры нагружения ездовых балок инерционными воздействиями: после полной остановки перегружателя ездовые балки совершают затухающие колебания;

- число дополнительных циклов нагружения за время эксплуатации достигает 1,6x106;

- частота затухающих колебаний составляет 0,4-0,8 Гц;

- время затухания значимых колебаний составляет 20 с, за которые ездовые балки совершают 15 полных колебаний.

4. Эквивалентные напряжения в сечениях ездовых балок, в местах конструктивной концентрации напряжений и влияния краевых эффектов, рассчитанные по пространственной схеме с конечными элементами типа оболочка, отличаются от напряжений, подсчитанных по результатам расчета пространственной стержневой схемы. Теоретические коэффициенты конструктивной концентрации kt при переходе от пространственной стержневой модели к пространственной модели с конечными элементами типа «оболочка» варьируются: с краевым эффектом - от 1,22 до 3,24; без краевого эффекта -от 1,04 до 1,94.

5. Оценено влияние инерционных воздействий на остаточный ресурс ездовых балок мостовых перегружателей на стадии РУТ. Отмечено, что учет инерционных воздействий приводит к уменьшению остаточного ресурса до 30%.

6. Разработаны рекомендации по обеспечению дальнейшей безопасной эксплуатации мостовых перегружателей при наличии накопленных дефектов.

1. Беглов,Б.В. Мостовые перегружатели Текст. / Б.В.Беглов, П.И. Кох, В.И. Онищенко [и др.]. М.: Машиностроение, 1974. - 224 с.

2. Абрамович, И.И. Козловые краны общего назначения Текст. / И.И. Абрамович, Г.А. Котельников. -М.: Машиностроение, 1983.-232 с.

3. Александров, М.П. Грузоподъемные машины Текст. / М.П. Александров. М.: Высшая школа, 2000. - 552 с.

4. Брауде, В.И. Справочник по кранам Текст. / В.И. Брауде, М.М. Гохберг, И.Е. Звягин. М.: Машиностроение, 1988. - 536 с.

5. Гохберг, М.М. Металлические конструкции подъемно-транспортных машин Текст. / М.М. Гохберг. 3-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение, 1976.-455 с.

6. Джигкаев, Т.С. Основы динамики мостовых перегружателей, кранов и их защита от ударов при наезде тележек на упоры Текст.: автореф. дис. . д-ра. техн. наук: 05.05.04 / Джигкаев Тамерлан Сосланович- Новочеркасск, 2001.-44 с.

7. Нащекин, М.В. Действительная работа стальных неразрезных циклически нагруженных балок Текст.: дис. . канд. техн. наук: 05.23.01 / Нащекин Максим Валерьевич. Магнитогорск, 2001. - 179 с.

8. Александров, М.П. Справочник по кранам Текст.: в 2 т. / М.П. Александров, М.М. Гохберг, А.А. Ковин [и др.]; под общ. ред. М.М. Гохберга. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1988. - 2 т.

9. Болотин, В.В. Ресурс машин и конструкций Текст. / В.В. Болотин. М.: Машиностроение, 1990. - 448 с.

10. Ботвина, JI.P. Гигацикловая усталость новая проблема физики и механики разрушения Текст. / Л.Р. Ботвина // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. - 2004. -№4. - Библиогр.: с. 41 -51.

11. П.Еремин,К.И. Изучение действительной работы циклически нагруженных строительных металлоконструкций Текст.: монография / К.И. Еремин, С.А. Нищета, М.В. Нащекин. Магнитогорск: МГМА, 1996. -228 с.

12. Михайлов, Г.Г. Некоторые аспекты стратегии определения остаточного ресурса Текст. / Г.Г. Михайлов, О.А. Конаков, А.Я. Колмаков // Безопасность труда в промышленности. 2004. - №1. - Библиогр.: с. 44-45.

13. Петров, JI.H. Коррозионно-механическое разрушение металлов и сплавов Текст. / JI.H. Петров, Н.Г. Сопрунюк; под ред. Р.К. Мелехова. Киев: Наукова думка, 1991.-216 с.

14. Горицкий, В.М. Диагностика металлов Текст. / В.М. Горицкий. -М.: Металлургиздат, 2004. 408 с.

15. Аварии и катастрофы. Текст. Кн. 4 / Под ред. В.А. Котляревского, А.В. Забегаева. М.: АСВ, 1998. - 203 с.

16. Аугустин, Я. Аварии стальных конструкций Текст. / Я. Аугустин, Е. Шледзевский. М.: Строийиздат, 1978. - 182 с.

17. Металлические конструкции Текст. В 3 т. Т. 1. Общая часть / Под общ. ред. заслуж. строителя РФ, лауреата гос. премии СССС В.В. Кузнецова (ЦНИИпроектстальконструкция им. Н.П. Мельникова). М.: АСВ, 1998. -576 с.

18. Металлические конструкции Текст. В 3 т. Т. 2. Стальные конструкции зданий и сооружений / Под общ. ред. заслуж. строителя РФ, лауреата гос. премии СССР В. В. Кузнецова (ЦНИИпроектстальконструкция им. Н.П. Мельникова). М.: АСВ, 1998. - 512 С.

19. ОХМК. Доменный цех. Оценка технического состояния металлических конструкций крана-перегружателя № 1. Анализ напряженно деформированного состояния элементов Текст.: отчет о НИР/ МГМИ. Магнитогорск, 1991.-52 с.

20. Оценка технического состояния металлоконструкций угольного крана-перегружателя. Анализ напряженно-деформированного состояния металлоконструкций крана Текст.: отчет о НИР / МГМИ. Магнитогорск, 1990-44 с.

21. Скляднев, А.И. Усталостная долговечность и мера повреждаемости верхней зоны стенки сварных подкрановых балок Текст. /

22. A.И. Скляднев, В.В. Сердюк // Безопасность труда в промышленности. -2004. -№11.- Библиогр.: с. 34-36.

23. Оценка остаточного ресурса грузоподъемных кранов, отработавших нормативный срок службы Текст.: методические указания / ЗАО «Уральский экспертный центр». Екатеринбург, 2002. - 27 с.

24. Методические указания по обследованию грузоподъемных машин с истекшим сроком службы. Ч. 5. Краны мостовые и козловые Текст.: РД 10112-97: утв. Госгортехнадзором России. М.: Госгортехнадзор России. - 54 с.

25. Руководящий документ по оценке остаточного ресурса кранов мостового типа Текст.: РД 24-112-5Р: утв. Госгортехнадзором России. М.: Госгортехнадзор России, 2002. - 24 с.

26. Брауде, В.И. Надежность подъемно-транспортных машин Текст. /

27. B.И. Брауде, JI.H. Семенов. Л.: Машиностроение, 1986. - 183 с.

28. Еремин, К.И. Остаточный ресурс циклически нагруженных металлоконструкций с трещиноподобными дефектами Текст.: дис. . д-ра. техн. наук: 05.23.01 / Еремин Константин Иванович. М., 1996.-418 с.

29. Еремин, К.И. Ресурс фланцевых соединений при наличии трещи-ноподобных дефектов сварки Текст.: дис. . канд. техн. наук: 05.23.01 / Еремин Константин Иванович. М., 1986. - 206 с.

30. Те, В.М. Прогнозирование остаточного ресурса металлических конструкций мостовых кранов Текст.: дис. . канд. техн. наук: 05.05.05 / Те Виктор Михайлович. СПб., 2000. - 145 с.

31. Стальные конструкции. Нормы проектирования Текст.: СНиП II-23-81*. -М.: Стройиздат, 1995.

32. Злочевский, А.Б. Долговечность элементов металлических конструкций в связи с кинетикой усталостного разрушения Текст.: дис. . д-ра техн. наук: 05.23.01 / А.Б. Злочевский М., 1985.-383 с.

33. Lawrense, F.U. Fatigue crack initiation and propagation in high-yield-strength steel weld metal / F.U. Lawrense, I.B. Radziminski // Welding Journal. -1970.-№ 10.-P. 31-36.

34. Smith, I.F. Defect and crack shape development in welded joints / I.F. Smith, R.A. Smith // Fatigue of engineering materials and structures. 1982. -Vol. 5.-№2.-P. 151-165.

35. Броек, Д. Основы механики разрушения Текст. / Д. Броек; пер. с англ. М.: Высшая школа, 1980. - 368 с.

36. Воронецкий, А.Е. Влияние низких температур эксплуатации на усталостный ресурс сварных соединений с исходными дефектами Текст.: автореф. дис. канд. техн. наук / А.Е. Воронецкий. М., 1984.-22 с.

37. Кадзуо Хонда. Распространение трещин в областях растягивающих и сжимающих остаточных напряжений Текст. / Хонда Кадзуо // Дзайре. 1980. - Т. 29. - № 325. - Библиогр.: с. 1029-1034.

38. Коцаньда, С. Усталостное разрушение металлов Текст. / С. Коцаньда. М.: Металлургия, 1976. - 455 с.

39. Chang, J. Prediction of fatigue crack growth at cold-worked fastener holes. Journal of aircraft. - V. 14. - № 9. - P. 903-908.

40. Glinca, G. Teoretyscsna i eksperymentalna analiza wzrostu szczelin zmeczeniowych w obecnosci spawalniczych napzezen wlasnych. Mechanika teo-retyczna i Stosowana, 1979. - V.4. - № 17. - P. 479-495.

41. Соколов, C.A. Методологические основы прогнозирования долговечности металлических конструкций грузоподъемных машин Текст.: дис . д-ра техн. наук: 05.05.05 / Соколов Сергей Алексеевич СПБ., 1995. -392 с.

42. Каминский, Л.С. Повышение безопасности эксплуатации стреловых кранов на основе регистрации и анализа их рабочих параметров Текст.: автореф. дис. . канд. техн. наук / Л.С. Каминский. Новочеркасск, 2001. -23 с.

43. Ким, И.В. Комплексная оценка долговечности сварных разрезных подкрановых балок стохастическими и нейросетевыми методами Текст.: дис. . канд. техн. наук: 05.23.01 / Ким Игорь Владимирович. Магнитогорск, 2005.- 170 с.

44. Демыгнн, Н.Е. Торможение хрупкого разрушения в сварных листовых конструкциях Текст. / Н.Е. Демыгин // Исследование хрупкой прочности строительных металлических конструкций: тр. института. М.: ЦНИ-ИПСК, 1982.-Библиогр.: с. 31-42.

45. Сорокин, В.Г. Марочник сталей и сплавов Текст. / В.Г. Сорокин, А.В. Волосникова, С.А. Вяткин [и др.]. М.: Машиностроение, 1989. - 640 с.

46. Определение характеристик статической и циклической трещино-стойкости толстолистовой стали 09Г2С при повышенных температурах Текст.: отчет о НИР / ЦНИИТМАШ. М., 2002. - 54 с.

47. Тылкин, М.А. Структура и свойства строительной стали Текст. / М.А. Тылкин, В.И.Большаков, П.Д. Одесский. М.: Металлургия, 1983. -287 с.

48. Фридман, Я.Б. Механические свойства металлов Текст. 4.1. Деформация и разрушение / Я.Б. Фридман М.: Машиностроение, 1974. -161 с.

49. Москвичев, В.В. Трещиностойкость и механические свойства конструкционных материалов технических систем Текст. / В.В. Москвичев, Н.А. Махутов, А.П. Черняев [и др.]. Новосибирск: Наука, 2002. - 334 с.

50. Бахрачева, Ю.С. Оперативная оценка склонности материалов к хрупкому разрушению при статическом и циклическом нагружении Текст.:дис. канд. техн. наук: 01.02.04 / Бахрачева Юлия Сагидулловна. Великий Новгород, 2004.- 126 с.

51. Георгиев, М.Н. Влияние температуры на сопротивление развитию усталостных трещин в сталях СтЗсп, 18Гпс и 09Г2С Текст. / М.Н. Георгиев,

52. B.Н. Данилов, Н.Я. Межова и др. // Проблемы прочности. 1978. - № 5. -Библиогр.: с. 45-50.

53. Георгиев, М.Н. Распространение коротких усталостных трещин Текст. / М.Н. Георгиев, Н.Я. Межова // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2006. -№3. - Библиогр.: с. 55-58.

54. Добровольский, В.И. Определение параметров механики разрушения материала при длительном нагружении Текст. / В.И. Добровольский,

55. C.В. Добровольский // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. -2006. -№6. Библиогр.: с. 47-55.

56. Добровольский, В.И. Распространение критериев трещиностойкости на сложное напряженное состояние Текст. / В.И. Добровольский, С.В.Добровольский // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. -2005. -№7. Библиогр.: с. 44-50.

57. Коновалов, Н.Н. Технологические требованияк нормированию сварочных дефектов Текст. / Н.Н. Коновалов // Безопасность труда в промышленности. -2004. №10. - Библиогр.: с. 30-32.

58. Коновалов, Н.Н. Методы оценки норм допустимости дефектов в сварных соединениях грузоподъемных машин Текст. / Н.Н. Коновалов // Безопасность труда в промышленности. 2003. - №12. - Библиогр.: с. 27-32.

59. Макаров, Р.А. Методы обнаружения и мониторинга развития трещин в строительных конструкциях Текст. / Макаров, Р.А. // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2004. - № 6. -Библиогр.: с. 26-27.

60. Лужин, О.В. Обследование и испытание сооружений Текст. / О.В. Лужин, А.Б. Злочевский, И.А. Горбунов, В.А. Волохов. М.: Стройиз-дат, 1987.-264 с.

61. ГОСТ 21778-81. Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Основные положения Текст. М.: Изд-во стандартов, 1981. - 12 с.

62. Злочевский, А.Б. Экспериментальные методы в строительной механике Текст. / А.Б. Злочевский. М.: Стройиздат, 1983. - 138 с.

63. Мэнли, Р. Анализ и обработка записей колебаний Текст. /

64. Р. Мэнли. М.: Машиностоение, 1972. - 78 с.

65. Боровиков, В. STATISTIKA. Искусство анализа данных на компьютере Текст. / В. Боровиков. 2-е изд. - СПб.: Питер, 2003. - 688 с.

66. Румшиский, JI.3. Математическая обработка результатов эксперимента Текст.: справ, руковод. / JI.3. Румшиский М.: Наука, 1971. - 192 с.

67. Пискунов, В.Г. Расчет крановых конструкций методом конечных элементов Текст. / В.Г. Пискунов, И.М. Бузун, А.С. Городецкий. М.: Машиностроение, 1991.-238 с.

68. Программный комплекс для расчета пространственных конструкций на прочность, устойчивость и колебания STARKES. Текст.: руковод. пользователя. М.: «Copyright EuroSofi (Еврософт)», 2006. - 376 с.

69. Сооружения промышленных предприятий Текст.: СНиП 2.09.03-85. -М.: Стройиздат, 1985.

70. Нагрузки и воздействия Текст.: СНиП 2.01.07-85*. М.: Стройиздат, 2002.

71. Строительная климатология и геофизика Текст.: СНиП 2.01.01-82.-М.: Стройиздат, 1982.

72. Строительная климатология Текст.: СНиП 23-01-99*. М.: Стройиздат, 1999.

73. ГОСТ 1451-77. Краны грузоподъемные. Нагрузка ветровая. Нормы и метод определения Текст. М.: Изд-во стандартов, 1977. - 16 с.

74. Савицкий, Г.А. Ветровая нагрузка на сооружения Текст. / Г.А. Савицкий. М.: Изд-во лит. по стр., 1972. - 110 с.

75. Шкворченко, З.А. Инженерная методика расчета ветровых нагрузок на козловые краны Текст. / З.А. Шкворченко // Исследование крановых металлоконструкций и механизмов: сб. научн. тр. М.: ВНИИПТМАШ, 1981. - Библиогр.: с. 26-34.

76. Макаров, Е.Г. Сопротивление материалов на базе Mathcad. Текст. / Е.Г. Макаров. СПб.: БХВ-Петербург, 2004. - 512 с.

77. Алямовский, А.А. Инженерный анализ методом конечных элементов. Текст. / А.А. Алямовский. М.: ДМК Пресс, 2004. - 432 с.

78. Петерсон, Р. Коэффициенты концентрации напряжений Текст. / Р. Петерсон; пер. с англ. И.А. Нечая, И.П. Сухарева, Б.Н. Ушакова. М.: Издательство «Мир», 1977. - 302 с.

79. Нежданов, К.К. Совершенствование подкрановых конструкций и методов их расчетаТекст.: дис. . д-ра техн. наук: 05.23.01 / Нежданов Кирилл Константинович. М., 1993. - 307 с.

80. Мюнзе, В.Х. Усталостная прочность сварных стальных конструкций Текст. / В.Х. Мюнзе; перевод с англ.; под ред. С.В. Серенсена,и

81. В.И. Труфякова. Нью-Йорк, 1964, - М.: Машиностроение. 1968 - 272 с.

82. Серенсен, С.В. Несущая способность и расчёты деталей машин на прочность Текст. / С.В. Серенсен, В.П. Когаев, P.M. Шнейдерович. М.: Машиностроение, 1975-488 с.

83. Труфяков, В.И. Усталость сварных соединений Текст. / В.И. Труфяков. Киев: Наукова думка, 1973. - 216 с.

84. Форрест, П. Усталость металлов Текст. / П. Форрест; перевод с англ.; под ред. С.В. Серенсена. Оксфорд, Лондон, Нью-Йорк, Париж, 1962. - М,: Машиностроение, 1968. - 352 с.

85. Тимошенко,С.П. Теория упругости Текст. / С.П.Тимошенко, Дж. Гудьер; перевод с англ.; под ред. Г.С. Шапиро 2-е изд. - М.: Наука, 1979.-560 с.

86. Афанасьев, Н.Н. Статистическая теория усталостной прочности металлов Текст. / Н.Н. Афанасьев. Киев, 1953. - 128 с.

87. Хэйвуд, Р.Б. Проектирование с учетом усталости Текст. / Р.Б. Хэйвуд; перевод с англ.; под ред. И.Ф. Образцова. Лондон, 1962. - М.: Машиностроение, 1969. - 504 с.

88. Одинг, И.А. Допускаемые напряжения в машиностроении и циклическая прочность металлов Текст. / И.А Одинг. М.: Машгиз, 1962. -260 с.

89. Арутюнян, Р.А. Проблема усталости и вероятностные методы ее решения Текст. / Р.А. Арутюнян // Вестник РФФИ (приложение к «Информационному бюллетеню РФФИ» № 14) 2006. - №2.

90. Винокуров, В.А. Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности Текст. / В.А. Винокуров, С.А. Куркин, Г.А. Николаев; под ред. Б. Е. Патона. М.: Машиностроение, 1996. - 576 с.

91. Голуб, В.П. Методика построения диаграмм предельных напряжений при асимметричном многоцикловом нагружении Текст. / В.П. Голуб, Е.С. Кочеткова, А.Д. Погребняк // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2006. -№1. - Библиогр.: с. 42-48.

92. Дмитриев, А.Н. Проблемы определения ресурса грузоподъемных кранов Текст. / А.Н. Дмитриев, Ю.И. Калинин // Безопасность труда в промышленности. 2005. - №2. - Библиогр.: с. 54-56.

93. Иванова, B.C. Усталостное разрушение Текст. / B.C. Иванова. -М.: Металлургиздат, 1963. 272 с.

94. Когаев, В.П. Расчеты деталей машин на прочность и долговечность: Справочник Текст. / В.П. Когаев, Н.А. Махутов, А.П. Гусенков- М.: Машиностроение, 1985.-224 с.

95. Когаев, В.П. Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени Текст. / В.П. Когаев; под ред. А.П. Гусенкова. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1993. - 364 с.

96. Махутов, Н.А. Деформационные критерии разрушения и расчет элементов конструкций на прочность Текст. / Н.А. Махутов. М.: Машиностроение, 1981.-272 с.

97. Махутов, Н.А. Усталость металлов в широком диапазоне числа циклов Текст. / Н.А. Махутов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2004. -№4. - Библиогр.: с. 37-41.

98. Махутов, Н.А. Исследования нелинейных эффектов деформирования и критериев разрушения Текст. / Н.А. Махутов., М.М. Гаденин // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2005. -№8. - Библиогр.: с. 57-67.

99. Махутов, Н.А. Механика малоциклового разрушения Текст. / Н.А. Махутов, М.И. Бурак, М.М. Гаденин [и др.]. М.: Наука, 1986. - 264 с.

100. Мэнсон, С. Температурные напряжения и малоцикловая усталость Текст. / С. Мэнсон. М.: Машиностроение, 1974. - 129 с.

101. Негода, Е.Н. Расчет многоцикловой выносливости сварных соединений Текст. / Е.Н. Негода // Сварочное производство. 2006. -№1. - Библиогр.: с. 3-6.

102. Нотт, Дж.Ф. Основы механики разрушения Текст. / Дж.Ф. Нотт. М.: Металлургия, 1978. - 256 с.

103. Коротких, Ю.Г. Оценка остаточного ресурса металлических конструкций грузоподъемных кранов Текст. / Ю.Г. Коротких, Г.Ф. Городов, В.А. Панов [и др.] // Безопасность труда в промышленности. -2002. №12. - Библиогр.: с. 27-29.

104. Партон, В.З. Механика упругопластического разрушения Текст. / В.З. Партон, Е.М. Морозов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Наука, 1985. -504 с.

105. Кикин, А.И. Повышение долговечности металлических конструкций промышленных зданий Текст. / А.И. Кикин, А.А. Васильев, Б.Н. Кошутин [и др.]. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1984. -301 с.

106. Потапова, JI.Б. Критерии равной вероятности разрушения для оценки прочности материалов при сложном напряженном состоянии Текст. / Л.Б. Потапова, В.П. Ярцев // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. -2004. -№10. Библиогр.: с. 39-46.

107. Розенштейн, И.М. Особенности хрупкого разрушения сварных стальных конструкций Текст. / И.М. Розенштейн // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2007. -№3. - Библиогр.: с. 53-57.

108. Хеллан, К. Введение в механику разрушения Текст. / К. Хеллан; пер. с англ. М.: Мир, 1988. - 364 с.

109. Худошин, А.А. Оценка остаточного ресурса металла оборудования, работающего при статической нагрузке Текст. / А.А. Худошин, В.А. Зимина, О.И. Кузнецов // Безопасность труда в промышленности. -2005. №5. - Библиогр.: с. 29-30.

110. Шанявский, А.А. Прогнозирование развития усталостных повреждений элементов конструкций авиатехники при сложном напряженном состоянии Текст. / А.А. Шанявский, Е.Ф. Орлов, К.З. Караев. М.: НТИЦ гражд. авиации, 1992. - 78 с.

111. Шаповал, Д.В. Долговечность стволов металлических дымовых труб с трещиноподобными дефектами Текст.: дис. . канд. техн. на-ук:05.23.01 / Шаповал Дмитрий Викторович. Магнитогорск, 2006. - 120 с.

112. Шевнин, В.М. Оценка остаточного ресурса металлических конструкций грузоподъемных кранов Текст. / В.М. Шевнин, Ю.М. Гофман // Безопасность труда в промышленности. 2002. - №10. - Библиогр.: с. 30-31.

113. Арушонок, Ю.Ю. Усталостная долговечность металлических конструкций при стационарных случайных воздействиях Текст.: автореф.дис. канд. техн. наук: 05.23.01 / Арушонок Юрий Юрьевич. М, 1993. -28 с.

114. Майстренко, И.Ю. Оценка остаточного ресурса эксплуатируемых стальных конструкций Текст.: дис. . канд. техн. наук: 05.23.01 / Майстренко Игорь Юрьевич. Казань, 2006. - 232 с.

115. Островский, А.В. Усталостная долговечность элементов металлических конструкций с учетом развития и взаимодействия трещин Текст.: автореф. дис. канд. техн. наук / Островский Андрей Владимирович. М, 1990.-20 с.

116. Степнов, М.Н. Расчетные методы оценки характеристик сопротивления усталости при ассиметричном цикле напряжений Текст. / М.Н. Степнов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. -2005. -№8. Библиогр.: с. 50-57.

117. Бернгардт, Р.П. Климатическое обобщение и применение информации о ветре и гололеде Текст.: дис. . д-ра техн. наук: 25.00.30 / Бернгардт Роберт Павлович. Южно-Сахалинск, 2003. - 180 с.

118. Гиренко, B.C. Зависимости между ударной вязкостью и критериями механики разрушения конструкционных сталей и их сварных соединений Текст. / B.C. Гиренко, Э.В. Котенков // Автоматическая сварка. -1985.-№9.-Библиогр.: с. 13-20.У

119. Председатель комиссии £ Синяков А.П.подписи / (инициалы, фамилия)

120. Члены комиссии Зубик А.А.п^ЩУ (инициалы, фамилия)лк, Фрицак И.И.по!щ1исьУ (инициалы, фамилия)т

121. Открытое акционерное общество «МАГНИТОГОРСКИЙ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ КОМБИНАТ» (ОАО «ММК»)

122. УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТОВ МЕХАНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ455000, г. Магнитогорск, Челябинской области, ул. Кирова, 93, т. 24-28-00, ф. 24-22-611. УТВЕРЖДАЮ

123. И.о. начальника управления технического обслуживания гмонтов механического1. В.В. ^ижегородов1. Печать Дата1. АКТо внедрении результатов кандидатской диссертационной работы Берёзкиной Юлии Викторовны

124. Остаточный ресурс сварных ездовых балок коробчатого сечения с учётом инерционных воздействий»наименование диссертации)представленной на соискание учёной степени, использованы при осуществлении надзора за техническим состоянием мостовых перегружателей.

125. В процессе дальнейшей безопасной эксплуатации мостовых перегружателей при наличии дефектов и повреждений нашли свое отражение следующие результаты работы:

126. Анализ результатов повреждаемости ездовых балок и мест их локализации.

127. Рекомендации по обеспечению дальнейшей безопасной эксплуатации мостовых перегружателей при наличии дефектов и повреждений.

128. Учёт инерционных воздействий при оценке остаточного ресурса ездовых балок мостовых перегружателей при фактическом режиме эксплуатации.

129. Председатель комиссии Члены комиссии1. Л.А. Ахмадуллинподпись)инициалы, фамилия)1. А.В. Рябчикподпись)инициалы, фамилия)1. Р.Б. Шарафутдиновинициалы, фамилия)

130. Открытое акционерное общество "Магнитогорский институт по проектированию металлургических заводов"

131. DIN EN ISO N01 :2000 , QA-Hf. 44 100 0M160 ,

132. ОАО "МАГНИТОГОРСКИМ ГИПРОМЕЗ"455044, г. МАГНИТОГОРСК, пр. ЛЕНИНА, 68 ТЕЛЕГРАФ: МАГНИТОГОРСК ГИПРОМЕЗ E-mail: gipromez@magnitogorsk.ru ФАКС:(3519) 28-92-12 ТЕЛЕФ0Н:(3519) 37-17-721. УТВЕРЖДАЮ^„ о н е

133. Первый зам.Г^неральнрф директора

134. Председатель комиссии Начальник ОЭЗиС

135. Члены комиссии Гл.специалист

136. Инженер I кат., канд.техн.наук1. С.Н. Шульга/1. Ю.Ф. Сметанин /1. И.А. Лядецкий /