автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.05, диссертация на тему:Прогнозирование остаточного ресурса металлических конструкций мостовых кранов

^ л

На правах рукописи

ТЁ Виктор Михайлович

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ МОСТОВЫХ КРАНОВ

Специальность 05.05.05. «Подъемно-транспортные машины»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2000

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном техническом

университете

Научный руководитель:

- доктор технических наук, профессор Соколов С. А. Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор Копельман Л. А.

- кандидат технических наук, доцент Волков К. А.

Ведущее предприятие АО «Подъемтрансмаш» (г. Санкт-Петербург)

Защита состоится " 16 " мая 2000 года в часов на заседали!

диссертационного совета Д 063.38.20 при Санкт-Петербургском государственнок техническом университете по адресу:

195251 г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29, корп. 1, ауд. 41.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке СПбГТУ.

Ваши отзывы на автореферат в 2 экз., заверенные печатью, просим направлять I диссертационный совет университета.

Автореферат разослан 2000 г.

Учений секретарь диссертационного совета Д 063.38.20 Кандидат технических наук, доцент Смирнов В. Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Роль грузоподъемных машин в современной промышленности, на транспорте и в строительстве исключительно высока, в эсобепности это относится к мостовым кранам общего назначения, как наибо-тее распространенному типу грузоподъемных кранов. По мере возрастания интенсивности использования грузоподъемных машин для обеспечения механи-¡ации транспортно-технологических потоков на производстве, возрастают и фебования к надежности этих машин в течении всего срока службы. В услови-?х сложившейся в России в настоящее время экономической ситуации предприятиям трудно изыскивать средства на обновление парка грузоподъемных машин. По этой причине большую актуальность приобретает возможность прошения срока эксплуатации крана сверх нормативного.

Большинство подъемно-транспортных машин (ПТМ), кранов, конвейеров, подъемников и пр., относится к разряду потенциально опасных промышленных объектов. Несущая металлическая конструкция является базовым элементом, ее отказ может привести к катастрофическим последствиям, а выход из лроя во многих случаях означает достижение предельного состояния машины з целом. В связи с этим методам расчета конструкций, нормированию качества ах изготовления и диагностике уделяется большое внимание, как в нормативных материалах, так и в научных работах таких специалистов, как VI. М. Гохберг, А. В. Вершинский, В. А. Винокуров, В. А. Ряхин, П. А. Копельман, В. И. Труфяков и др., значимость и фундаментальность работ соторых несомненны.

В настоящее время работоспособность конструкции обеспечивается на ггапе проектирования путем назначения соответствующих конструктивных па-заметров на основании расчетов по условиям прочности, жесткости, устойчивости и сопротивления усталости. Однако на стадии оценки остаточного ресурса необходимо учитывать фактическое техническое состояние конструкции, условия эксплуатации, качество изготовления и т. д., что не предусмотрено су-

ществующими методиками. При этом вероятность обеспечения остаточного ре сурса должна быть не менее 0,99, отсюда все аргументы вводимые в расче должны иметь вероятность обеспечения 0,9 ... 0,95.

Основным фактором ограничения ресурса конструкций является устало стное повреждение, с которым связано, как показывает опыт, до 90 % отказо грузоподъемных машин. Это объясняется существенной зависимостью устало стных характеристик сварных узлов от качества их изготовления, а также не достатками существующих методов нормирования усталостных характериста и инженерных расчетов на сопротивление усталости, которые приводят к зна чительному разбросу параметров нагруженности и сопротивления усталости Все это связано с тем, что используемые в настоящее время методы расчета н; сопротивление усталости несмотря на современные достижения научных ис следований базируются в основном на опыте 20 - 30-ти летней давности. Суще ствующая сейчас в краностроении система нормирования усталостных характе ристик сварных соединений, и в частности пределов выносливости, основана н; использовании результатов пульсаторных испытаний образцов, моделирующи; типовых сварные соединения, встречающиеся в элементах крановых металли ческих конструкций. Однако размеры образцов и условия их нагружения огра ничены возможностями испытательного оборудования, сварка обычно произ водится в лаборатории высококвалифицированными сварщиками, а в связи ( высокой стоимостью таких испытаний их количество не велико и не позволяет сделать надежные статистические обобщения. При таком подходе не учитывается в полном объеме влияние фактических размеров и конструктивно технологических параметров рассчитываемого элемента. Таким образохм, данное обстоятельство не только не позволяет использовать существующие системы нормирования на стадии оценки остаточного ресурса конструкции, как индивидуальной характеристики, но и не дает достаточно надежной оценки долговечности конструкций на стадии проектирования.

Целью диссертационной работы является развитие методического беспечения прогнозирования остаточного ресурса металлических конструкций остовых кранов. При этом полученные результаты имеют более широкую об-асть применения, так как обеспечивают повышение оперативности и надежно-ги расчетов долговечности конструкций и на стадии проектирования кранов.

Защищаемые научные результаты, полученные лично автором и обла-ающие научной новизной:

1. Методика и результаты определения границ областей ограниченной и неограниченной долговечности главных балок мостовых кранов общего назначения в пространстве параметров длина пролетного строения и грузоподъемность.

2. Результаты исследования концентрации напряжений методом конечных элементов в сварных соединениях с лобовыми швами и выводы о влиянии на нее различных геометрических параметров данных соединений.

3. Усовершенствование аналитической методики расчета теоретического коэффициента концентрации напряжений в сварных соединениях, обеспечивающее повышение точности расчета.

4. Общая структура системы нормирования пределов выносливости сварных соединений, учитывающая их конструктивно-технологические особенности, систематизация сварных узлов, характерных для крановых металлических конструкций, охватывающая 63 варианта конфигурации, и обоснование базовых характеристик и конструктивно-технологических коэффициентов для соединений с угловыми швами.

5. Рекомендации по минимизации объема исходных данных, используемых в методике В. Н. Юшкевича для определения коэффициентов концентрации соединений с угловыми швами.

Достоверность научных положений и выводов днссертацнонной работы базируется на использовании современных методов численного анализа [апряженно-деформированного состояния сварных соединений, проверенных

программных продуктов, а также результатах сопоставления с данными исш таний образцов и моделей сварных соединений.

Практическая ценность работы. Полученные области ограниченной неограниченной долговечности главных балок мостовых кранов общего назн чения позволяют по основным параметрам крана оперативно делать заключ ния о необходимости выполнения расчета на сопротивление усталости как пр проектировании, так и при оценке остаточного ресурса. Разработанная метод! ка нормирования пределов выносливости сварных узлов позволяет существе1 но повысить достоверность определения усталостных характеристик сварны узлов при минимальных затратах и объемах исходной информации.

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в пяти статья автора.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четыре глав, заключения, списка литературы из 119 наименований, 40 рисунка, 15 таб лиц. Общий объем основного текста с иллюстрациями составляе 145 стр.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе анализируется состояние проблемы прогнозирования ос таточного ресурса, формулируются цели и задачи настоящей работы.

Представлены результаты исследования сопротивления усталости метал лических конструкций мостовых кранов общего назначения грузоподъемно стью от 5 до 50 тонн и длиной пролета от 10 до 40 метров с листовой двухба лочной конструкцией. При этом исследовались области сочетания параметр« крана (грузоподъемности, пролета, группы режима работы и марки стали), в ко торых выполняется условие ограниченной долговечности, достаточной для соответствующего режима работы, и неограниченной долговечности. Расчет ш сопротивление усталости проводился по методу допускаемых напряжений дл* центрального сечения пролетного строения. При моделировании процесса на-

■ружения в запас надежности принимались наиболее жесткие условия эксплуатации: работа с полным грузом (класс нагружения <^4); максимальное значения динамического коэффициента >у„ = 1,17; достаточно полное использование :войств металла по условию прочности (атах =0,8 [ст] и сттах = [с]).

На основе справочных данных была построена формула для расчета весов юлумостов мостовых кранов общего назначения

С(ь,(2) = к, к2 к3 О^Ь.СЗ) = к, к2 к3 Ь'^^хЮ"^1'5 +0,22 ), ~де к! - 1,3; 1,4, к2 = 1,1; 1- для малоуглеродистых и низколегированных сталей ^ответственно, к3 = 0,85; 1; 1,15; 1,25 - для режимов работы крана 1К - 4К, 5К, Ж - 7К, 8К соответственно. В данную формулу грузоподъемность <3 следует юдставлять в т., пролет Ь - в м., О получается в кН.

Аналогичным образом выведена аналитическая зависимость веса тележки >т грузоподъемности крана (О)

Стел(Р) = 1,8х10-3д2'5 +1,89.

При оценке процесса нагружения главной балки предполагалось, что кран юстоянно работает по наиболее неблагоприятному характерному технологиче-:кому циклу (ХТЦ).

Для графического представления областей параметров, удовлетворяющих 'словиям неограниченной и ограниченной долговечности по методу допускае-1ых напряжений, были получены общие уравнения их границ:

-1К

Г _ ^ _ ( ^ /

СТшах Г'1 =0

V^JRKV

(сш; п

1К

'=0.

¡десь ст_1к = 42,5 МПа - предел выносливости сварного узла при симметричном [икле на базе 5000000 циклов для сварных узлов с поперечными швами; 'як(РД-) - предел выносливости того же соединения при фактическом цикле вменения напряжений, зависящий от параметров Г) и Ь; шиш.] - показатели тепени кривой усталости при произвольном и симметричном цикле.

Примеры областей ограниченной и неограниченной долговечности м< таллических конструкций из стали СтЗ показаны соответственно на рис. 1 и : (а - при атах - 0,8 [сг], б - при оП1ах = [а]). Здесь цифрами показаны границ для различных режимов работы крана: на рис. 1 - 1 - режимы 1К - 4К; 2 - 5К; - 6К - 7К; 4- 8К; а на рис. 2 -1 - 4К; 2 - 5К; 3 - 6К; 4 - 7К; 5 - 8К.

Ь, м

б)

45

40

Ь,м

35

30

25

Ч/

и

! |

Рис. 1. б)

30 Ь, м 20

10 15

«г.*

20

10 20 30 40 50 0.Т

Рис. 2.

10 20 30 40 50 С>,т

Таким образом, опираясь на полученные графики можно рекомендовать следующее. Из графика видно, что практически для всех кранов с пролетом менее 25 м неограниченная долговечность главных балок не обеспечена, Точки, находящиеся выше кривой на рис. 1 соответствуют параметрам кранов, главные

5

алки которых удовлетворяют условию неограниченной долговечности. В этом лучае, если при обследовании крана после окончания установленного срока лужбы на его металлоконструкции не обнаружено коррозионных и механиче-ких повреждений, можно без проведения расчета допускать дальнейшую экс-луатацию данного крана.

Аналогичным образом используя графики на рис. 2 можно обосновать еобходимость расчета на сопротивление усталости на стадии проектирования, 'ак например, всегда существует неопределенность при решении вопроса о не-бходимости проведения расчета на сопротивление усталости кранов групп ре-сима работы 4К-6К. На основании приведенных графиков можно утверждать, то краны до режимной группы 6К включительно не следует проверять на со-ротивление усталости, если их пролет удовлетворяет условию Ь > 12 + 0,3(2, де С) в т, Ь в м.

Во второй главе проводится обзор и анализ существующих российских и арубежных методов определения и нормирования усталостных характеристик вариых узлов. На основании данного анализа выявлены недостатки, не позво-яющие использовать существующие системы нормирования усталостных ха-актеристик для прогнозирования остаточного ресурса листовых крановых онструкций: а) усталостные характеристики назначаются вне зависимости от бсолютных размеров узлов; б) нормативные усталостные характеристики не тражают влияние технологии и качества изготовления конструкции; в) в оте-ественных системах не указывается вероятность обеспечения нормативных сталостных характеристик.

Предложена новая методика нормирования, которая бы позволяла учиты-ать информацию, полученную при обследовании конструкции на опре-;еленном этапе эксплуатации, и ориентированная на применение в рамках ме-ода предельных состояний. Данная методика содержит следующие компонен-ы:

1. Таблицу схем сварных узлов (соединений), систематизированных и группам, каждая из которых состоит из базового узла и ряда производны соединений, отличающихся от базового вариацией конструктивных форл

2. Значения пределов выносливости базовых сварных узлов при симметри* ном цикле нагружения на базе N = 2-106 циклов, соответствующие вере ятности обеспечения не менее Р = 0,95.

3. Систему поправочных конструктивно-технологических коэффициенте для вычисления пределов выносливости производных узлов (соедиш ний), которые учитывают отличия размеров, материала, технологии и кг чества изготовления производных соединений от базового. Предлагаемая система нормирования пределов выносливости включас

ограниченное число базовых сварных узлов, пределы выносливости, которы могут быть достаточно надежно определены и проверены экспериментально. ] качестве базового принимается сварное соединение определенного типа, вы полненное ручной сваркой из стали СтЗ с нормативными значениями стх = 25 МПа и ов=380 МПа, из листов толщиной 10 мм, с горизонтальным и верти кальным катетами 8 мм, при положительном усилении шва и отсутствии подре за, радиусе закругления в месте перехода от шва к основному металлу 0,4 мм. В соответствии с общими положениями предложенной методики норми

рования проведе на систематиза ция конструкций типичных дл крановых метал лических конст рукций сварны; узлов, охватив шая 63 вариант; конфигурации п<

! группам соединений. Схемы базовых соединений для каждой группы пред-тавлены на рис. 3.

Приняв за основу расчетную методику определения пределов выносливо-ти В. Н. Юшкевича и используя понятие базового сварного соединения, полу-[сно выражение для расчета пределов выносливости производных сварных уз-юв:

ст.^^УгЛосг^к- (1)

•де 061К- предел выносливости базового сварного соединения; у, - технологи-[еский коэффициент, учитывающий способ сварки соединения и тип стали; у2 -;оэффициснт влияния местного изгиба; Т - коэффициент влияния геометрии

ива; г) ост - коэффициент влияния остаточных напряжений.

/

Р ¥ -юост(1-(3)хтО

У,—---

2 1 + рс ' о® а Ф а® ф '

5десь р = аизфиз/аф; О = ат/ав ;со ост = аосг/ат; с - коэффициент местного из-

гиба; верхний индекс «б» обозначает принадлежность к базовому сварному сочинению.

Третья глава посвящена исследованию и совершенствованию методики эпределения параметров концентрации напряжений в соединениях с угловыми явами.

Методом конечных элементов (МКЭ) рассчитаны значения теоретического коэффициента концентрации напряжений (ТККН) для сварных соединений с юбовыми швами. При этом рассмотрено более 60 вариантов конечно-элементных моделей с различной формой швов, с подрезами и без и при различных соотношениях размеров элементов.

Выполнена модернизация методики В. Н. Юшкевича по определешп ТККН с целью повышения точности результатов и обоснованности учета то; щины основного листа. Для этого использованы формулы Нейбера для расчет ТККН при растяжении полосы с надрезом произвольной глубины и упрощег ные формулы для мелкой и глубокой ступеней. В результате получены скор ректированные формулы для расчета ТККН и коэффициента влияния толщиш основного элемента:

а = [1 + (апс-1)пфпн115-+-(«„-1)]пп, (2)

1

где п8 =

- коэффициент влияния толщины.

Для проверки адекватности предложенной формулы было проведен« сравнение значений ТККН, полученных по формуле В. Н. Юшкевича и по вы ражению (2) с результатами расчета по МКЭ. Результаты сравнения представ лены в графическом виде на рис. 4. Как видно из него расчет по новой формул<

(а) дает меньшую погрешносп нежели при расчете по формуле В. Н. Юшкевича (х). В численном выражении это выглядит следующим образом; погрешносп расчета по новой формуле составляет от - 15% до + 30%, а по В. Н. Юшкевичу - от -10% до + 85%.

* расч

X

X X к [< ° □

X *х <о а * 1"

X

уф

3

а мкэ Рис. 4.

Для реализации предлагаемой инженерной системы нормирования пределов выносливости, по возможности сочетающей простоту существующих табличных методов, базирующихся на результатах эксперимента, и многофакторность расчетных методов, необходимо максимально сократить объем исходной информации для расчета и представить ее в табличной форме, удобной для практического применения. С этой целью проведено статистическое иселедо-

«ание математической модели ТККН по методике В.Н.Юшкевича с учетом 1Ышеописанной корректировки, позволившее определить степень влияния отельных геометрических параметров. На основании этого анализа некоторые 1алозначащие параметры, влиянием вариаций которых можно пренебречь, та-:ие как толщины привариваемых накладок (50 или поперечных ребер (5„), го-шзонтальный (кг) и вертикальный (кв) катеты, зафиксированы по отношению к олщине основного листа (5о) в некоторых интервалах (табл. 1).

Таблица 1.

8|,,им 6 <; 5 о^ 12 12<5„<20 20 <5 0Й 30 30 <5 „<40

5 6 < 5 , < 15 б <8, <15 15 <5 , <25 6 < 5 | < 15 15<5,£30 7^5,516 16 < 5 , < 40

5,/5„ 1Д 0,65 1,3 0,4 1,0 0,3 0,8

кг/5„ 0,9 0,6 0,7 0,4 0,5 0,3 0,38

к./50 0,9 0,58 0,68 0,4 0,65 0,32 0,46

В четвертой главе показана реализация предлагаемой системы норми-ювания пределов выносливости для соединений с поперечными ребрами и наладок, приваренных лобовыми швами.

Для указанных типов сварных соединений по методике В. Н. Юшкевича голучены численные значения базовых пределов выносливости: т^б.ребр. _ мПа; а_®-^акл- = 32 МПа. Определение поправочных коэффициенте проводилось по вышеприведенным формулам с учетом предложенных корректировок для методики расчета ТККН. Для обоснования дискретизации ре-:омендуемых значений, как и ранее, использовался метод статистических ис-[ытаний. Разыгрывался массив из 10000 комбинаций значений всех геометри-еских параметров сварных соединений, которые случайным образом выбираясь из заданных интервалов по равномерному закону распределения. По каж-;ой комбинации вычислялось значение соответствующего конструктивно-ехнологического коэффициента. Полученный массив подвергался статистиче-кой обработке. На основании данной обработки формировались таблицы зна-ений коэффициентов. Данное исследование в полном объеме выполнено для варных соединений с поперечными ребрами и с накладками, приваренными обовыми швами. В результате предел выносливости производного соединения

указанного типа, отличающегося от базового размерами, технологией изгото ления или качеством, определяется как

= Лост У> Уг ^ а!1К(О,ООН0в + 0,45), где ств - в МПа; у. - определяется по табл. 2; X - по табл. 3; у2 - коэффицие! влияния местного изгиба, рассчитывается по формуле

1,185

у? =-;

11 1 + 0,93с

г]ост - коэффициент влияния остаточных напряжений, который определяется в выражению

= |1>8-0,94шоег при шост< 0,85; Лост 1 1 при шост> 0,85.'

Таблица 2.

Ручная сварка Полуавтоматическая сварка Автоматическая сварка

Малоуглеродистая сталь 1 1 1

Низколегированная сталь 0,9 1 ! 0,8

Таблица 3

Толщины свариваемых листов, мм.

8о 6 < 5 „<; 12 12 <5 20 20<:6о5 30 30<8„й40

8 „ 6<б„215 6 <б„< 15 15 < б п <25 б <8 „ < 15 15<8„230 7^б„<16 16<8„540

в>0 1„ = 0 1 1 0,92 0,95 0,84 0,92 0,8

()<»„<; 0,5 0,67 0,71 0,67 0,7 0,64 0,7 0,62

0,5<1„21 0,5 0,6 0,56 0,6 0,55 0,6 0,54

в<0 1„ = 0 1,22 1,17 1,05 1,16 0,97 1.13 0,93

0 < ^ < 0,5 0,78 0,82 0,76 0,82 0,72 0,81 0,71

0,5 < ^ 51 0,6 0,68 0,63 0,7 | 0,62 0,68 0,61

Проведена проверка адекватности предложенной методики путем срав нения с результатами пульсаторных испытаний, полученных в различных лабо раториях. Сопоставление расчетных пределов выносливости (рис. 5 и 6, по вер тикальной оси) с экспериментальными (по горизонтальной оси) показывает, чтс предлагаемая методика (рис.5,а и 6,а), учитывающая влияние конструктивнс технологических характеристик, обеспечивает лучшее соответствие экспери менту, чем существующие нормативные (рис.5,б и 6,6). На рис.5 показаны ре

,'лыаты сравнения для поперечных ребер, а на рис.6 - для накладок, риваренных лобовыми швами.

О 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100

а!ГГ>мпа Рис. 6. стГГГ.мш

Представлены результаты практической реализации методики оценки ос-1Точного ресурса мостового крана с обследованием его конструкции, экспери-ентальной оценкой нагруженности и расчетом остаточного ресурса с исполь-эванием предложенной системы оценки пределов выносливости. При этом ис-ользовалась программа 11е1лС8, разработанная на кафедре ПТСМ СПбГТУ в змках комплексной методики оценки остаточного ресурса мостовых кранов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящем диссертационном исследовании автором разработан ряд м тодических материалов, направленных на развитие и совершенствование мет дического обеспечения оценки остаточного ресурса грузоподъемных кранов, являющихся новым научным результатом в области обеспечения надежное! подъемно-транспортных машин. Основные выводы и результаты диссертащ онной работы сводятся к следующему:

1. На основании обзора и анализа существующих методик расчета г сопротивление усталости было показано, что они непригодны для оценки ост; точного ресурса крановых конструкций, так как не дают возможности учесть с текущее техническое состояние и качество изготовления. На основании это1 цель настоящей работы определена, как совершенствование методическог обеспечения прогнозирования остаточного ресурса металлических конструкци и в первую очередь методики нормирования усталостных характеристик сва]: ных соединений.

2. На основе анализа нагруженности и сопротивления усталости метаг лических конструкций мостовых кранов общего назначения разработана мете дика расчета и получены границы областей ограниченной и неограниченно долговечностей в зависимости от их грузоподъемности, пролета, группы режг: ма работы и марки стали. Решение данной задачи позволяет на стадии проекта рования оценить необходимость расчета конструкции на сопротивление уста лости, а при обследовании старого крана - необходимость расчетной оценки ос таточного ресурса.

3. Разработана общая структура методики нормирования пределов вы носливости сварных соединений, предназначенная для использования при рас четах крановых конструкций по предельным состояниям. Методика включав' таблицы систематизированных схем сварных узлов, значения пределов вынос ливости для базовых сварных узлов и систему конструктивно-технологически;

)эффициентов. Предложенная таблица сварных узлов охватывает 63 варианта »единений.

4. Получены уточненные формулы для расчета теоретических коэффици-!Тов концентрации напряжений для сварных соединений с угловыми швами, ля их проверки методом конечных элементов выполнено исследование кон-ипрации напряжений для соединений с лобовыми швами. Рассмотрено более ) вариантов конечно-элементных моделей. Результаты исследования подтверди эффективность предложенных аналитических решений и позволили сде-1ть ряд выводов о влиянии отдельных геометрических параметров данных со-щнений на концентрацию напряжений.

5. С целью получения приемлемой для практического применения таб-4чной формы представления конструктивно-технологических коэффициентов, эоведен статистический анализ используемых математических моделей, выяв-гны малозначащие аргументы, которые зафиксированы по отношению к тол-;ине основного листа в определенных интервалах. Данная процедура позволи-1 сформировать компактные таблицы для определения указанных коэффици-

1ТОВ.

6. Предложенная методика в полном объеме реализована для сварных уз-)в с поперечными ребрами и накладками, приваренными лобовыми швами, ля них получены численные значения базовых пределов выносливости и кон-груктивно-технологических коэффициентов. Проведена проверка адекватно-ги данных предложений путем сравнения с результатами пульсаторных испы-ший, которая показала преимущество предлагаемой системы по сравнению с дцествующими.

7. Приведен пример использования разработанного методического обес-гчения для оценки остаточного ресурса мостового крана, работающего в цехе :рмической обработки Балтийского завода. Для этого проведено обследование зхнического состояния его несущей конструкции, выполнено тензометриче-<ое исследование эксплутационной нафуженности, по предложенной методи-з вычислен предел выносливости для сварочного концентратора и с помощью

программы ЯеЫСБ рассчитан остаточный ресурс. Результаты представлены

виде протокола, выдаваемого программой.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1. Тё В. М., Соколов С. А. Анализ нагруженности и сопротивления усталое металлических конструкций мостовых кранов // Молодежная научная конф ренция (в рамках 26-ой Недели науки СПбГТУ). Материалы докладов. Ч. I. СПб.: СПбГТУ, 1998. - С. 142 -143.

2. Тё В. М., Соколов С. А. Исследование усталостных характеристик сварно; соединения с угловыми швами // XXVII Неделя науки СПбГТ (7-12 дек. 1998 г.). Ч. II: Материалы межвузовской научной конференщ (механико-машиностроительный факультет и факультет технологии и иссл дования материалов). - СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1999. - С. 73 - 74.

3. Соколов С. А., Тё В. М. Система нормирования пределов выносливое! сварных соединений // Известия ТулГУ: Подъемно-транспортные машины оборудование. Вып. 2. - Тула: Изд-во ТулГУ, 1999.

С. 199-207

4. Соколов С. А., Тё В. М. Исследование условий сопротивления усталости м< таллических конструкций мостовых кранов общего назначения. // Т] СПбГТУ. - 2000. - №478.-С. 111-116.

5. Тё В. М., Соколов С. А. Исследование концентрации напряжений в сварны соединениях с лобовыми швами // XXVII Неделя науки СПбГТУ. Ч. И: Мат« риалы межвузовской научной конференции (механико-машиностроительны факультет и факультет технологии и исследования материалов). - СПб.: Из; во СПбГТУ, 2000.

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА И ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Общая структура оценки остаточного ресурса крановых конструкций и задачи настоящего исследования

1.2. Исследование сопротивления усталости металлических конструкций мостовых кранов общего назначения в зависимости от их основных параметров

Роль грузоподъемных машин в современной промышленности, на транспорте и в строительстве исключительно высока, в особенности это относится к мостовым кранам общего назначения, как наиболее распространенному типу грузоподъемных кранов. По мере возрастания интенсивности использования грузоподъемных машин для обеспечения механизации транс-портно-технологических потоков на производстве, возрастают и требования к надежности этих машин в течении всего срока службы. В условиях сложившейся в России в настоящее время экономической ситуации предприятиям трудно изыскивать средства на обновление парка грузоподъемных машин. По этой причине большую актуальность приобретает возможность продления срока эксплуатации крана сверх нормативного.

Проблема прогнозирования долговечности крановых металлических конструкций имеет большое значение, как при создании новых машин, так и для оценки возможности дальнейшего использования кранов, отслуживших установленный срок эксплуатации. В первом случае прогноз долговечности подтверждает правильность принятых конструктивных решений, а во втором - дает ответ на вопрос о том, возможно ли продление эксплуатации, на какой срок и при каких условиях.

В настоящее время работоспобность конструкции обеспечивается на этапе проектирования путем назначения соответствующих конструктивных параметров на основании расчетов по условиям прочности, жесткости, устойчивости и сопротивления усталости. Однако на стадии оценки остаточного ресурса необходимо учитывать фактическое техническое состояние конструкции, условия эксплуатации, качество изготовления и т. д., что не предусмотрено существующими методиками.

Основным фактором ограничения ресурса конструкций является усталостное повреждение, с которым связано, как показывает опыт, до 90 % отказов грузоподъемных машин [23]. Это объясняется существенной зависимостью усталостных характеристик сварных узлов от качества их изготовления, которые приводят к значительному разбросу параметров нагруженности и сопротивления усталости, а также недостатками существующих методов нормирования усталостных характеристик и инженерных расчетов на сопротивление усталости. Все это связано с тем, что используемые в настоящее время методы расчета на сопротивление усталости несмотря на современные достижения научных исследований базируются в основном на опыте 20 -30-ти летней давности. Существующая сейчас в краностроении система нормирования усталостных характеристик сварных соединений, и в частности пределов выносливости, основана на использовании результатов пульсатор-ных испытаний образцов, моделирующих типовых сварные соединения, встречающиеся в элементах крановых металлических конструкций. Однако размеры образцов и условия их нагружения ограничены возможностями испытательного оборудования, сварка обычно производится в лаборатории высококвалифицированными сварщиками, а в связи с высокой стоимостью таких испытаний их количество не велико и не позволяет сделать надежные статистические обобщения. При таком подходе не учитывается в полном объеме влияние фактических размеров и конструктивно-технологических параметров рассчитываемого элемента. Таким образом, данное обстоятельство не только не позволяет использовать существующие системы нормирования на стадии оценки остаточного ресурса конструкции, как индивидуальной характеристики, но и не дает достаточно надежной оценки долговечности конструкций на стадии проектирования.

Решение проблем видится в создании структуры инженерного расчета, основанной на современных достижениях науки, вероятностных методах расчета, методиках расчетного определения усталостных характеристик, механике разрушения и т.п. Необходимо иметь комплексную методику оценки остаточного ресурса грузоподъемных кранов, в состав которой входила бы принципиально новая система нормирования усталостных характеристик сварных узлов, отражающая влияние конструктивно-технологических особенностей и специфики нагружения конкретной конструкции. Именно разработке методического обеспечения для задания усталостных характеристик сварных узлов с учетом конструктивно-технологических параметров в основном и посвящена данная работа.

В первой главе диссертации формулируются цели и задачи настоящей работы. Дается общая структура оценки остаточного ресурса. Приводятся результаты исследования сопротивления усталости металлических конструкций мостовых кранов общего назначения в зависимости от их основных параметров, на основании которых сформулированы инженерные рекомендации по определению необходимости проведения расчета на сопротивление усталости как на стадии проектирования, так и при оценке остаточного ресурса.

Во второй главе проводится обзор и анализ существующих методов определения и нормирования усталостных характеристик сварных узлов. Формулируется общая структура предлагаемой методики нормирования пределов выносливости, дается систематизация конструкций сварных узлов и выводятся формулы для коэффициентов, отражающих влияние конструктивно-технологических факторов.

В третьей главе представлены результаты исследования концентрации напряжений в соединениях с лобовыми швами. С использованием данных результатов предложено аналитическое выражения для расчета теоретического коэффициента концентрации напряжений. Также проводится анализ и упрощение методики В. Н. Юшкевича для определения коэффициента концентрации с целью сокращения объема исходной информации, необходимой для выполнения расчета соединений с угловыми швами.

В четвертой главе показана реализация предлагаемой системы нормирования пределов выносливости для отдельных типов сварных соединений, а также проверка адекватности предложенных нововведений. Представлена структура инженерной методики оценки остаточного ресурса, в которую входит предложенная система нормирования. Представлены результаты практической реализации методики оценки остаточного ресурса мостового крана с обследованием его конструкции, экспериментальной оценкой нагру-женности и расчетом остаточного ресурса с использованием предложенной системы оценки пределов выносливости.

Целью диссертации является развитие методического обеспечения прогнозирования остаточного ресурса металлических конструкций мостовых кранов. При этом полученные результаты имеют более широкую область применения, так как обеспечивают повышение оперативности и надежности расчетов долговечности конструкций и на стадии проектирования кранов.

На защиту выносятся следующие результаты, полученные лично автором и обладающие научной новизной:

1. Методика и результаты определения границ областей ограниченной и неограниченной долговечности главных балок мостовых кранов общего назначения в пространстве параметров длина пролетного строения и грузоподъемность.

2. Результаты исследования концентрации напряжений методом конечных элементов в сварных соединениях с лобовыми швами и выводы о влиянии на нее различных геометрических параметров данных соединений.

3. Усовершенствование аналитической методики расчета теоретического коэффициента концентрации напряжений в сварных соединениях, обеспечивающее повышение точности расчета.

4. Общая структура системы нормирования пределов выносливости сварных соединений, учитывающая их конструктивно-технологические особенности, систематизация сварных узлов, характерных для крановых металлических конструкций, охватывающая 63 варианта конфигурации, и обоснование базовых характеристик и конструктивно-технологических коэффициентов для соединений с угловыми швами.

5. Рекомендации по минимизации объема исходных данных, используемых в методике определения коэффициентов концентрации напряжений соединений с лобовыми швами.

Достоверность научных положений и выводов диссертационной работы базируется на использовании современных методов численного анализа напряженно-деформированного состояния сварных соединений, проверенных программных продуктов, а также результатах сопоставления с данными испытаний образцов и моделей сварных соединений.

Практическая ценность. Полученные области ограниченной и неограниченной долговечности главных балок мостовых кранов общего назначения позволяют по основным параметрам крана оперативно делать заключения о необходимости выполнения расчета на сопротивление усталости как при проектировании, так и при оценке остаточного ресурса. Разработанная методика нормирования пределов выносливости сварных узлов позволяет существенно повысить достоверность определения усталостных характеристик сварных узлов при минимальных затратах и объемах исходной информации.

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в пяти статьях автора.

4. 5. Основные результаты и выводы

В настоящей главе представлена реализация методики нормирования пределов выносливости для сварных соединений с поперечными ребрами и узлов присоединения накладок лобовыми швами.

1. Получены значения базовых пределов выносливости рассмотренных сварных соединений с вероятностью обеспечения Р = 0,95.

2. Представлены численные значения поправочных конструктивно-технологических коэффициентов, входящих в предложенную методику нормирования.

3. Проведена проверка адекватности предложенной методики путем сравнения с результатами пульсаторных испытаний, полученных как в лаборатории прочности кафедры ПТСМ СПбГТУ, так и другими учреждениями и отдельными авторами.

4. Получены результаты исследования эксплутационной нагруженно-сти мостового крана, работающего в цехе термической обработки Балтийского завода.

5. Представлены результаты комплексного обследования и расчета остаточного ресурса мостового крана. При этом использовалась предлагаемая методика определения, пределов выносливости сварных узлов. Полученные результаты не противоречат общим рекомендациям по экспресс-оценке долговечности конструкций мостовых кранов, предложенным в п. 1.2.

Заключение и основные выводы

В настоящем диссертационном исследовании автором разработан ряд методических материалов, направленных на развитие и совершенствование методического обеспечения оценки остаточного ресурса грузоподъемных кранов, и являющихся новым научным результатом в области обеспечения надежности подъемно-транспортных машин. Основные выводы и результаты диссертационной работы сводятся к следующему:

1. На основании обзора и анализа существующих методик расчета на сопротивление усталости было показано, что они непригодны для оценки остаточного ресурса конструкции, как индивидуальной характеристики, а также не дают достаточно надежной оценки долговечности конструкций на стадии проектирования, поскольку в их основе лежат методы нормирования и определения пределов выносливости сварных соединений, основанные на результатах пульсаторных испытаний образцов, размеры которых и условия нагружения, а также качество сварки отличаются от реальных конструкций. При этом в связи с высокой стоимостью таких испытаний их количество не велико и не позволяет сделать надежные статистические обобщения.

Данное обстоятельство определило цель настоящей работы как совершенствование методического обеспечения прогнозирования остаточного ресурса металлических конструкций. При этом основное внимание уделялось разработке принципиально новой методики нормирования усталостных характеристик сварных соединений.

2. На основании анализа нагруженности главных балок мостовых кранов общего назначения получены границы областей ограниченной и неограниченной долговечностей в зависимости от паспортных характеристик крана.

Данные результаты позволяют проводить экспресс оценки долговечности главных балок мостовых кранов в зависимости от их грузоподъемности, пролета, группы режима работы и материала конструкции. Полученные решения дают возможность на стадии проектирования оценить необходимость расчета конструкции на сопротивление усталости, а при обследовании старого крана - необходимость расчетной оценки остаточного ресурса.

3. Предложена общая структура методики нормирования пределов выносливости сварных соединений, которая предназначена для использования при расчетах крановых конструкций по методу предельных состояний и содержит:

- таблицу схем сварных узлов (соединений), систематизированных по группам, каждая из которых состоит из базового узла и ряда производных соединений, отличающихся от базового размерами и вариацией конструктивных форм;

- значения пределов выносливости базовых сварных узлов при симметричном цикле нагружения на базе N = 2-106 циклов, соответствующие вероятности обеспечения не менее Р = 0,95;

- систему поправочных конструктивно-технологических коэффициентов для вычисления пределов выносливости.производных узлов (соединений), которые учитывают отличия размеров, материала, технологии и качества изготовления производных соединений от базового.

Предложенная система нормирования имеет ряд достоинств по сравнению с существующими, в которых значение предела выносливости для каждого узла должно быть найдено экспериментальным путем. Сложность и высокая стоимость усталостных испытаний сварных конструкций приводит к тому, что в существующих отечественных системах набор конструктивных форм расчетных узлов весьма ограничен, а использование зарубежных данных затруднено различием материалов и технологий изготовления конструкций. Ограниченное число базовых пределов выносливости, которые могут быть достаточно надежно определены и проверены экспериментально, выполняет роль реперных точек, исключающих грубые ошибки при определении пределов выносливости производных узлов. С другой стороны формирование поправочных коэффициентов, каждый из которых отражает влияние одного фактора или группы связанных факторов, может строится на использовании универсальных зависимостей, которые применимы для разных узлов и проверка которых, соответственно, менее трудоемка.

4. В рамках предложенной системы нормирования пределов выносливости выведены общие выражения для определения конструктивно-технологических коэффициентов, а также разработана систематизация конструкций сварных узлов, охватывающая 63 варианта соединений.

5. Методом конечных элементов проведено исследовании концентрации напряжений в нахлесточных соединениях с лобовыми швами при различных конфигурациях швов и соотношениях размеров. На основании результатов расчета более 60 вариантов конечно-элементных моделей получены зависимости значения теоретического коэффициента концентрации напряжений (ТККН) от основных геометрических характеристик соединения.

6. Получено усовершенствованное аналитическое выражение для расчета ТККН в сварных соединениях с лобовыми швами, которое снижает погрешность оценки на 10-50 %.

7. Проведен анализ математической модели теоретического коэффициента концентрации напряжений В. Н. Юшкевича для соединений с лобовыми швами, результаты которого позволили упростить методику и существенно сократить объем исходной информации, необходимой для расчета. Так анализ показал, что толщина привариваемого элемента и катеты швов в реальном диапазоне своего изменения мало влияют на значение ТККН.

Данная процедура позволила зафиксировать указанные параметры в определенных диапазонах изменения и представить в дальнейшем значения конструктивно-технологических параметров в дискретной табличной форме.

8. Разработанная методика нормирования пределов выносливости доведена до числовых рекомендаций применительно к двум типам сварных со

-133 единений, с поперечными ребрами и накладками, приваренными лобовыми швами. Для них получены значения базовых пределов выносливости и численные значения поправочных конструктивно-технологических коэффициентов.

Проверка адекватности предложенной методики путем сопоставления с результатами испытаний сварных моделей, полученных в лаборатории прочности кафедры ПТСМ СПбГТУ, другими учреждениями и отдельными авторами, показала, что она значительно лучше соответствует экспериментальным данным, чем существующие нормативные документы.

9. Проведено комплексное обследование технического состояния конструкции и режима эксплуатации мостового крана, на основании результатов которого проведен расчет остаточного ресурса с использованием предлагаемых методик.

1. Анализ скоростей распространения усталостной трещины в широком диапазоне значений коэффициента асимметрии цикла. / А. Като, М. Ка-вахара, М. Курихара. // Теоретические основы инженерных расчетов. 1986. - №2. -С. 133-141.

2. Аснис А. Е., Иващенко Г. А. Повышение прочности сварных конструкций. Киев: Наукю думка, 1978. - 193 с.

3. Бакши А. О., Зайцев Н. Л., Шрон Л. Б. Влияние геометрии угловых швов на коэффициенты концентрации и градиенты напряжений в тавровых соединениях // Сварочное производство. 1982. - № 8. - С. 3 - 5.

4. Бельчук Г. А., Репин С. И., Лычев О. Н. Исследование коэффициентов концентрации в некоторых типах сварных соединений // Тр. Ленингр. корабл. ин-та. 1956. - Вып. 18. - С. 53 - 62.

5. Брауде В. И. Вероятностные методы расчета грузоподъемных машин. -Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1978. 232 с.

6. Броек Д. Основы механики разрушения. М.: Высшая школа, 1980. -368 с.

7. Быков В. А., Никитин В. А. Сопротивление многократному изгибу стальных полос с приваренным поперечным ребром // Сварочное производство. 1955. - № 9. - С. 8 - 10.

8. Васильев В. А. Концентрация напряжений в околошовной зоне коробчатых балок, соединенных фланцами // Тр. ЛПИ. 1978. - № 362. -С. 60-64.

9. Васильев В. А., Семенов В. П. Исследование методом конечных элементов концентрации напряжений в сварных тавровых соединениях // Тр. ЛПИ. 1978. - № 362. - С. 49 - 56.

10. Взаимосвязь геометрических размеров и формы швов сварных соединений крановых металлоконструкций // Тр. ЛПИ. 1978. - № 362. -С. 57-59.

11. Винокурский X. А., Осипов Б. Г. Расчет машиностроительных металлоконструкций на переменные нагрузки // Исследование рабочих параметров и совершенствование конструкций экскаваторов и дробилок, выпускаемых Уралмашзаводом. М., 1980. - С. 10 - 49.

12. Влияние геометрических параметров стыковых, тавровых и крестовых соединений на коэффициент концентрации напряжений / В. А. Кархин, В. И. Костылев, В. И. Стаканов // Автоматическая сварка. 1988. - №3. -С. 6-11.

13. Влияние дефектов на прочность сварных сосудов высокого давления /

14. A. В. Овчинников, Г. С. Васильченко, Е. Ю. Ривкин // Автоматическая сварка. 1992. - №5. - С. 12-15.

15. Вопросы нормирования технологических дефектов сварных соединений сосудов высокого давления. / Г. П. Карзов, Б. Т. Тимофеев, В. П. Леонов и др. Л.: ЛДНТП, 1974. -35 с. - (Серия - Прогрессивные методы обработки конструкционных материалов)

16. Выносливость сварных соединений низколегированных сталей /

17. B. И. Труфяков, Ю. А. Стеренбоген, П. П. Михеев, А. В. Бабаев // Автоматическая сварка. 1966. - №11. - С. 1-6.

18. Вычислительная механика разрушения. Пер. с японск. / Сиратори М., Миеси Т., Мацусита X. М.: Мир, 1986. - 334 с.

19. Гинов Д. Н., Соколов С. А., Штефан 3. Автоматизация расчетов сварных конструкций на сопротивление усталости // Сб. науч. тр. СПбГТУ.-СПб: 1993.- № 445.- С. 63-74.

20. Глинка Г. Влияние формы распределения остаточных напряжений на рост усталостных трещин // Проблемы прочности. 1978. - №5. -С. 51-54.

21. Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика: Учеб. пособие для втузов. 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1977.-479 с.

22. Горский В. Г, Адлер Ю. П. Планирование промышленных экспериментов. М.: Металлургия, 1974. - 264 с.

23. ГОСТ 5264-80. Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры.

24. ГОСТ 8713-79. Сварка под флюсом. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры.

25. Гохберг М. М. Металлические конструкции подъемно-транспортных машин. 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение, 1969.

26. Гохберг М. М. Усталостная прочность крановых металлических конструкций // Вопросы теории и расчета подъемно-транспортных машин. М.: Машгиз, 1957.

27. Гохберг М. М. Усталостная прочность металлических конструкций машин // Тр. ЛПИ. 1967. - № 282. - С. 147 - 160.

28. Гохберг М. М. Металлические конструкции кранов. Расчет с учетом явлений усталости. М.: Машгиз, 1959. - 182 с.

29. Гребеник В. М., Цапко В. К. Надежность металлургического оборудования: Справочник. М.: Металлургия, 1989. - 592 с.

30. Грузоподъемные краны промышленных предприятий: Справочник / И. И. Абрамович, В. Н. Березин, А. Г. Яуре. М.: Машиностроение, 1989. - 360 с.: ил.

31. Гусев А. С. Сопротивление усталости и живучесть конструкций при случайных нагрузках. М.: Машиностроение, 1989. - 248 с.

32. Диагностирование грузоподъемных машин / В. И. Сероштан, Ю. С. Огарь, А. И. Головин и др.: Под ред. В. И. Сероштана и Ю. С. Огаря. -М.: Машиностроение, 1992. 192 с.

33. Исследование геометрических параметров сварных швов в крановых металлоконструкциях / В. В. Овсянников, В. П. Семенов, В. В. Смелый, С. Г. Шубин // Тр. ЛПИ. 1978. - № 362. - С. 65 - 70.

34. Исследование режимов работы мостовых металлургических кранов с лапами / Ю. А. Горбуля, А. С. Конопля, В. М. Халмашкеев // Тр. ЛПИ. -1978.- №362.-С. 77-80.

35. Карзов Г. П. Методы оценки сопротивления хрупкому разрушению сварных сосудов высокого давления. Л.: ЛДНТП, 1974. -27 с. - (Серия - Прогрессивные методы обработки конструкционных материалов)

36. Кархин В. А. Влияние схемы нагружения и формы сварного шва на распределение напряжений в тавровых соединениях // Автоматическая сварка.- 1987.-№11.-С. 14-18.

37. Кархин В. А. Коэффициенты концентрации и интенсивности напряжений в сварных соединениях // Тр. Ленингр. политехи, ин-та. №428.- 1988.-С. 79- 88.

38. Кархин В. А., Копельман Л. А. Концентрация напряжений в стыковых соединениях // Сварочное производство. 1976. - №2. - С. 6 - 7.

39. Касаткин С. Б. Особенности хрупкого разрушения сварных соединений / Автоматическая сварка. 1993. - №1. - С. 25-28.

40. Клыков Н. А. К вопросу о расчетной оценке сопротивления усталости сварных соединений стальных конструкций // Автоматическая сварка. -1983,-№7.-С. 6-8.

41. Клыков Н. А. Расчет характеристик сопротивления усталости сварных соединений. М.: Машиностроение, 1984. - 160 с.

42. Концевой Е. М., Розеншейн Б. М. Ремонт крановых металлоконструкций. М.: Машиностроение, 1979. - 206 с.

43. Крайчик М. М. Усталостная прочность и упрочнение сварных соединений из малоуглеродистой и низколегированной сталей // Автоматическая сварка. 1953. - №3. - С. 24 - 36.

44. Кудрявцев И. В., Наумченков Н. Е. Усталость сварных конструкций. -М.: Машиностроение, 1976. 270 с.

45. Макаров И. И. Методика расчета коэффициента концентрации напряжений в сварочных стыковых швов // Сварочное производство. 1977. -№ 4. - С. 5 - 7.

46. Манжула К. П. Теория и методы расчета пределов выносливости элементов металлоконструкций: Автореф. дис. докт. техн. наук / СПбГТУ -СПб.: 1999.-32 с.

47. Махненко В. И., Мосенкис Р. Ю. Расчет коэффициентов концентрации напряжений в сварных соединениях со стыковыми и угловыми швами // Автоматическая сварка. 1985. - №8. - С. 7 - 25.

48. Махненко В. П., Починок В. Е. Сопротивление циклическим нагрузкам сварных соединений, имеющих швы с неполным проплавлением // Автоматическая сварка. 1984. - №10. - С. 33- 40.

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

50. Метод граничных интегральных уравнений. Вычислительные аспекты и приложения в механике: Матер, симпозиума / Ред-ры Т Круз, Ф Риццо; пер. с англ. м.: Мир, 1978. - 210 с. (Механика. Новое в зарубежной науке. Вып. № 15)

51. Методы повышения работоспособности техники в северном исполнении / Р. С. Григорьев, В. П. Ларионов, Ю. С. Уржумцев. Новосибирск: Наука, 1987. - 356 с.

52. Механика разрушения и прочность материалов: Справ, пособие. В 4 т. Т. 3. / Под. общ. ред. В. В. Панасюка Киев: Наук, думка, 1990. - 680 с.

53. Мостовые и металлургические краны / К. С. Богинский, Ф. С. Зотов, Г. М. Николаевский. М.: Машиностроение, 1970. - 300 е.: ил.

54. Мюнзе В. X. Усталостная прочность стальных сварных конструкций. -М.: Машиностроение, 1968. 312 с.

55. Навроцкий Д. И. Расчет сварных соединений с учетом концентрации напряжений. Л.: Машиностроение, 1968. - 171с.

56. Нейбер Г. Концентрация напряжений. М.: ОГИЗ. Гостехиздат, 1947.- 204с.

57. Несущая способность крановых металлоконструкций при пониженных температурах / А. В. Вершинский, Ж. Н. Касымбек, М. Р. Нургужин, С. С. Базарбаев. Алматы: Гылым, 1997. - 308 с.

58. Овсянников В. В. Исследование концентрации напряжений в стыковых соединениях // Тр. ЛПИ. 1978. - № 362. - С. 43 - 49.

59. Оценка роли сварочных напряжений при расчете скорости роста усталостных трещин / А. Б. Злочевский, П. П. Мельничук, А. Н. Шувалов // Автоматическая сварка. 1987. - №8. - С. 4 - 9.

60. Патон Б. Е., Труфяков В. И. О повышении несущей способности и долговечности сварных конструкций // Автоматическая сварка. 1982. -№2.-С. 1-6.

61. Петерсон Р. Коэффициенты концентрации напряжений. М.: Изд-во «Мир», 1977. - 302с.

62. Покровский В. В., Ткач Ю. В. Прогнозирование развития усталостной трещины при нерегулярном нагружении // Проблемы прочности. 1994.- №8. С. 3-16.

63. Попов М. М. Сопротивление усталости сварных соединений высокопрочной стали 14Х2ГМР // Тр. ЛПИ. 1978. - № 362. - С. 70 - 74.

64. Правила Госгортехнадзора РФ

65. Пригоровский Н. И. Методы и средства определения полей деформаций и напряжений: Справочник. М.: Машиностроение, 1983. - 248 с.

66. Прочность сварных соединений при переменных напряжениях / АН УССР. Ин-т электросварки им. Е. О. Патона; Под ред. В. И. Труфя-кова. Киев: Наук, думка, 1990. - 256 с.

67. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность / В. П. Когаев, Н. А. Махутов, А. П. Гусенков. М.: Машиностроение, 1985.

68. РД 10-112-5-97 Методические указания по проведению обследования кранов с целью определения возможности их дальнейшей эксплуатации. Ч. 5. Краны мостовые и козловые. М.: ВНИИПТМАШ, 1997.

69. РД 50-551-85. Расчеты и испытания на прочность. Расчетно-экспериментальные методы оценки сопротивления усталости сварных соединений: Методические указания. М.: Изд-во стандартов, 1986.

70. Савин Г. Н., Тульчий В. И. Справочник по концентрации напряжений.- Киев.: Изд-ое об-ие «Вища школа», 1976. 410 с.

71. Саидов Г. И, Сергеев И. В. Прогнозирование трещиностойкости сталей средней и низкой прочности // Проблемы прочности. 1996. - №2.- С. 63-67.

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

73. СНиП II-23-81 *. Стальные конструкции.

74. Соколов J1. И. Ремонт металлоконструкций металлургических кранов.- М.: Металлургия, 1982. 88 с.

75. Соколов С. А. Вероятностные основы расчета ресурса металлических конструкций по методу предельных состояний // Проблемы машиностроения и надежность машин. 1997. - № 4. - С. 105 - 112.

76. Соколов С. А. Методологические основы прогнозирования долговечности металлических конструкций грузоподъемных машин: Дис. докт. техн. наук / СПбГТУ СПб.: 1995. - 392 с.

77. Соколов С. А. Общие принципы прогнозирование остаточного ресурса крановых металлических конструкций // Тез. Международной науч.-тех. конф. "ТРАНСКОМ-97", СПб, 14-16 окт. 1997. СПб, 1997. - С. 42 - 44.

78. Соколов С. А. Проектирование металлической конструкции крана: Методические указания. Л.: ЛПИ, 1989. - 53 е.: ил.

79. Соколов С. А., Морозов А. Л. Влияние качества сварных соединений стальных конструкций на их сопротивление усталости. // Повышение качества изготовления изделий в машиностроении: Межвузовский сб. научн. тр. Л.: ЛПИ, 1990. - С. 79 - 85.

80. Соколов С. А., Тё В. М. Исследование условий сопротивления усталости металлических конструкций мостовых кранов общего назначения. // Тр. СПбГТУ. -2000. №478.-С. 111-116.

81. Соколов С. А., Тё В. М. Система нормирования пределов выносливости сварных соединений // Известия ТулГУ: Подъемно-транспортные машины и оборудование. Вып. 2. Тула: Изд-во ТулГУ, 1999. -С. 199-207

82. Соколов С.А. Методологические основы прогнозирования долговечности металлических конструкций грузоподъемных машин: Автореф. дис. докт. техн. наук / СПбГТУ СПб.: 1995. - 32 с.

83. Сопротивление усталости пластин и сварных соединений с различной концентрацией напряжений / В. И. Труфяков, Ю. А. Корягин, Л. Л. Осауленко, А. 3. Кузьменко // Автоматическая сварка. 1969. - №7. -С. 7 - 9.

84. Справочник по кранам: В 2 т. Т.1./ В. И. Брауде, М. М. Гохберг, И. Е. Звягин и др.; Под общ. ред. М. М. Гохберга. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1988. - 536 е.: ил.

85. Справочник по кранам: В 2 т. Т.2. / М. П. Александров, М. М. Гохберг, А. А. Ковин и др.; Под общ. ред. М. М. Гохберга. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1988. - 559 е.: ил.

86. Стандартизация методов расчетов и испытаний на усталость: Сб. статей. Вып. 3. М.: Изд-во стандартов, 1983. - 75 с.

87. Степнов М. Н., Гиацинтов Е. В. Усталость легких конструкционных сплавов. М.: Машиностроение, 1978. - 320 с.

88. СТО 24.05-5821-01-93 Краны грузоподъемные промышленного назначения. Нормы и методы расчета элементов стальных конструкций. -1993.

89. Тё В. М., Соколов С. А. Анализ нагруженности и сопротивления усталости металлических конструкций мостовых кранов // Молодежная научная конференция ( в рамках 26-ой Недели науки СПбГТУ). Материалы докладов. Ч. I. СПб.: СПбГТУ, 1998. - С. 142 - 143.

90. Трещиностойкость металлов при циклическом нагружении. В. Т. Трощенко, В. В. Покровский, В. Т. Прокопенко. -Киев.: Наукова думка, 1987. 256с

91. Труфяков В. И. Пределы выносливости сварных соединений из стали М16С // Автоматическая сварка. 1963. - №2. - С. 17 - 25.

92. Труфяков В. И. Сопротивление сварных соединений усталостным разрушениям с учетом влияния остаточных напряжений // Научные проблемы сварки и специальной электрометаллургии. 1970. - Том 2. -С. 123 - 132

93. Труфяков В. И. Усталость сварных соединений. — Киев: наукова думка, 1973.-216с.

94. Труфяков В. И., Кудрявцев Ю. Ф. К расчетной оценке влияния внешнего нагружения на релаксацию остаточных сварочных напряжений // Автоматическая сварка. 1988. - №1. - С. 7 - 9.

95. Турмов Г. П. Определение коэффициента концентрации напряжений в сварных соединениях // Автоматическая сварка. 1976. - № 10. -С. 14-16.

96. Усталостная прочность элементов металлоконструкций с одним и несколькими концентраторами / В. А. Жуков, В. В. Овсянников, В. В. Смелый // Тр. ЛПИ. 1978. - № 362. - С. 74 - 77.

97. Физико-механическое моделирование процессов разрушения / Г. П. Карзов, Б. 3. Марголин, В. А. Швецова. СПб.: Политехника, 1993. -391 с.

98. Хеллан К. Введение в механику разрушения. М.: Машиностроение, 1988.-324 с.

99. Шабашов А. П, Лысяков А. Г. Мостовые краны общего назначения. 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1980. - 304 е.: ил.

100. Шиманский Ю. А. Проектирование прерывистых связей судового корпуса. М.: Судпромгиз, 1949. - 160 с.

101. Шишков Н. А. Надежность и безопасность грузоподъемных машин.-М.: Недра, 1990.-252 с.

102. Школьник Л. М. Методика усталостных испытаний: Справочник. М.: Металлургия, 1978. - 304 с.

103. Юшкевич В. Н. Метод оценки усталостных характеристик сварных соединений // Тр. ЛПИ. 1983. - № 395. - С. 54-59.

104. Юшкевич В. Н. Метод расчета пределов выносливости элементов металлоконструкций // Проблемы прочности. 1984. - № 9. - С. 13-17.

105. Юшкевич В. Н. Расчетное определение пределов выносливости элементов крановых металлоконструкций // Тр. ЛПИ. 1970. - № 314. - С. 173 -180.

106. Яхнин Р. Н. Ремонт металлоконструкций мостовых кранов. М.: Металлургия, 1990. - 96 с.

107. BSI 5400 : Part 10 : 1980. Steel, concrete and composite bridges. Part 10. Code of practice for fatigue. British Standards Institution, 1980.

108. CMAA Specification № 70. Specifications for Electric Overhead Traveling Cranes. Crane Manufacturers Association of America, 1983.

109. DIN 15018. Teil 1. Krane. Grundsaetze fuer Stahltragwerke Berechnung.-1984.

110. Ermüdungsfestigkeit von Schweißverbindungen aus kohlenstoffstählen und niedriglegierten halbberuhigten stählen // Schweißtechnik. 1978. - № 11. -C. 506-509.

111. Ertragbare Spannungen und Lebensdauer einer Schweissverbindung aus Stahl St 37 bei verschiedenen Formen des Beanspruchungskollektivs / E. Gassner, W. Griese, E. Haibach // Archiv fur das Eisenhuttenwesen. -1964. Vol. 35 (№ 3). - S.255-267.

112. Haibach E. Die Dauerfestigkeit von Schweißverbindungen bei

113. Grenzlastspiel-zahlen größer als 2-1// Archiv fur das Eisenhuttenwesen. -1971. Vol. 42 (№12). - S. 901 - 908.

114. Haibach E. Betriebsfestigkeit. VDI, Dusseldorf, 1989.

115. Maddox S. J. The effect of plate thickness on the fatigue strength of fillet welded joints. Abington Weld. Inst, 1987. - 48 p.

116. Merritt Frederik S. Structural Steel Designer's Handbook. -N.Y., 1972.- 145

117. Rechnerischer Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile. FKM. VDMA Verlag GmbH, 1998.

118. Sarkani S., Lutes Loren D. Fatigue exsperiments for welded joints under pseudo-narrowband loads // Struct, eng. 1988. - Vol. 114 (№ 8). -P. 1901-1916.

119. Wirthgen G. Ergebnisse von Blockprogrammversuchen mit Schweiß-verbindugen aus St 38 und St 52 // IfL-Mitteilungen, Dresden. 1977. - № 5. -S. 154- 158.