Pereosnastka.ru

Основными показателями, оцениваемыми при рассмотрении работы металлоконструкций крановых мостов в условиях воздействия динамических нагрузок, являются:
— время затухания собственных колебании t3, при чрезмерных значениях которого (более 15 сек) нарушаются условия нормальной работы обслуживающего персонала;
— динамический коэффициент (я, характеризующий влияние динамического воздействия нагрузок на напряженное состояние системы.

Время затухания собственных колебаний крановых мостов зависит от первоначальной амплитуды колебаний, частоты собственных колебаний и логарифмического декремента затухания.

Особенность работы крановых металлоконструкций из алюминиевых сплавов под динамической нагрузкой прежде всего проявляется в частоте собственных колебаний и в декременте затухания, являющихся важнейшими характеристиками динамических свойств системы.

Применив приведенные выше формулы, а также нормативные значения модуля упругости и удельного веса, получим следующие соотношения между частотами собственных колебаний стальных и алюминиевых констпукиий:

Равенство свидетельствует о том, что частоты собственных колебаний алюминиевых и стальных балок, обладающих одинаковыми геометрическими размерами, будут близки.

Теоретическое соотношение между частотой собственных колебаний серийно выпускавшихся стальных крановых мостов и мостов из сплава АМгб при условии использования одинаковых грузовых тележек характеризуется кривыми.

Полученные данные позволяют считать, что в рассматриваемом случае:
— соотношение частот собственных колебаний крановых мостов, выполненных из стали Ст. 3 и из алюминиевого сплава, будет сравнительно мало зависеть от грузоподъемности кранов;
— при равных моментах инерции поперечных сечений главных балок теоретическая частота собственных колебаний стальных мостов примерно на 30—50% выше частоты колебаний мостов из сплава АМгб;
— теоретическая частота собственных колебаний последних примерно на 15—25% больше, чем стальных.

Логарифмические декременты затухания колебании конструкций из алюминиевых сплавов будут больше, чем стальных. Это вызывается наличием в алюминиевых сплавах повышенных, по сравнению со сталью, внутренних неупругих сопротивлений, являющихся одной из причин затухания колебаний.

Рис. 16. Теоретическое отношение частот р собственных колебаний крановых мостов из стали Ст. 3 и из сплава АМгб

Результаты экспериментальных исследований изменения коэффициентов поглощения энергии сплавов Д16, АМгбВ и АМгб в зависимости от максимальных напряжений, отображаются графиками, представленными на рис. 1. Они показывают, что величины коэффициентов поглощения энергии, соответствующие рассматриваемым алюминиевым сплавам, в 2—4 раза больше, чем у стали CXJT-1. Полученные данные не полностью характеризуют работу конструкции в целом. Отражая рассеяние энергии, обусловленное внутренним трением в материале, они не учитывают значительных потерь в узловых сопряжениях и опорных частях.

Рис. 1. Изменение коэффициентов поглощения энергии:
1 — сталь СХЛ-1; 2 — сплав АМгб-Т; 3 — сплав АМг5В; 4 — сплав Д16-Т

В связи с этим интерес представляют проведенные ВНИИПТМАШем динамические испытания коробчатых балок пролетом 3,5—5,0 м из сплава АВ-Т и из стали Ст. 3, стальных и алюминиевой (сплав АМгб, пролет 5,7 м) шпренгельных балок, а также опытного образца алюминиевого мостового крана пролетом 9,015 м с главными балками шпренгельного типа. Результаты динамических испытаний коробчатых балок свидетельствуют о том, что экспериментально полученные частоты собственных колебаний – достаточно близки теоретическим значениям, определенным по методу приведения массы. Действительное соотношение между частотами собственных колебаний этих балок отличается от теоретического не более чем на 8%. Метод приведения массы может быть также с практически достаточной точностью применен для определения частоты и периода собственных колебаний шпренгельных балок.

Испытания алюминиевой шпренгельной балки пока-залп, что максимальные отклонения экспериментальных значений частот и периодов собственных колебаний от их теоретической величины составляли:
— при отсутствии предварительного напряжения – 7,5%
—при наличии предварительного напряжения – 10—14%

Средняя величина частоты собственных колебании экспериментального образца мостового крана практически не отличалась от ее теоретического значения (отклонение 4%).

Рис. 2. Изменение частот р собственных колебаний коробчатых балок:

Изменение декрементов затухания коробчатых балок в зависимости от их жесткости Ко приведено на рис. 3.

Из приведенных данных видно, что абсолютная величина декрементов затухания колебаний алюминиевых балок значительно выше, чем стальных. При изменении Ко в пределах 1000—6000 кГ/см декременты затухания У балок из сплава АВ-Т оказались примерно вдвое больше, чем у стальных балок.

Соотношения, близкие к этому, определены при динамических испытаниях алюминиевого мостового крана и алюминиевого пролетного строения железнодорожного моста пролетом 29,72 м у г. Массены (США). Средняя величина декремента затухания колебаний алюминиевого мостового крана составила 6 = 0,7. Эта величина примерно в 2,3 раза превышает верхний предел декремента затухания стальных мостовых кранов, характеризующихся тем же отношением пролета к высоте главных балок. Декремент затухания колебаний пролетного строения указанного выше моста оказался в 2,75 раза больше, чем у стального.

Рис. 3. Изменение средних величин декрементов затухания колебаний коробчатых балок:

Весьма интересны также данные, характеризующие влияние предварительного напряжения на частоту собственных колебаний и на декременты затухания колебаний, полученные при испытаниях алюминиевой шпренгельной балки. Они свидетельствуют о том, что величины частот и периодов собственных колебании, а также логарифмических декрементов затухания испытывавшейся балки весьма мало зависели от степени ее предварительного напряжения. Отклонение этих величин от величин, соответствующих предварительно ненапряженной конструкции, находилось по существу в пределах нормального разброса, обычно наблюдаемого при динамических испытаниях.

Рис. 4. Изменение частот затухания собственных колебаний (р) и декрементов затухания колебаний (6) шпренгельной балки в зависимости от усилия предварительного напряжения (X)

Рис. 5. Теоретическое отношение времени затухания собственных колебаний крановых мостов из сплава АМгб и из стали Ст. 3.

Результаты динамических испытаний алюминиевых и стальных балок позволяют приближенно установить отношение между теоретическим временем затухания собственных колебаний алюминиевых tA крановых мостов и теоретическим временем затухания собственных колебаний стальных tc крановых мостов.

Они указывают на то, что при равенстве осевых моментов инерции главных балок время затухания собственных колебаний стальных крановых мостов будет близко по величине к времени затухания колебаний алюминиевых мостов.

При одинаковой жесткости стальных и алюминиевых мостов время затухания собственных колебаний последних значительно меньше.

Динамические коэффициенты металлоконструкций из алюминиевых сплавов мало изучены. Однако, основываясь на том, что этим конструкциям соответствуют значительно более высокие значения декрементов затухания, а следовательно, и меньшая величина амплитуд колебаний, можно предполагать, что работа конструкций из алюминиевых сплавов при воздействии динамических нагрузок будет более благоприятной, чем стальных.

Определенный интерес в этом отношении имеют результаты динамических испытаний алюминиевого мос-стового крана конструкции ВНИИПТМАШа. Ударный коэффициент, определенный по виброграммам испытаний, оказался весьма близким нормативному значению, соответствующему стальным конструкциям. Величина его составляла при подъеме груза 1,2, при опускании груза 1,15.

Ограниченность опытных данных о величине динамических коэффициентов, соответствующих натурным металлоконструкциям из алюминиевых сплавов, привела к различному подходу при установлении этого показателя. Так, при расчете выполненной из сплава 27S-T проезжей части подвергавшегося усилению Бруклинского моста (США) динамическая добавка принималась на 40% меньше нормируемой для стальных конструкций. При проектировании моста у г. Массены динамический коэффициент был принят по нормам, установленным для стальных пролетных строений. При испытании этого моста было обнаружено, что действительная величина динамической добавки оказалась почти в 4 раза меньше предусмотренной принятыми нормами.

Учитывая явную недостаточность имеющихся экспериментальных данных, при расчете крановых металлоконструкций из алюминиевых сплавов динамический коэффициент принимается по нормам, соответствующим стальным конструкциям.

Читать далее:

Основные закономерности веса мостовых кранов

• Соотношение весов стальных и алюминиевых конструкций крановых мостов
• Вопросы стоимости мостовых электрических кранов из алюминиевых сплавов
• Сварка электрозаклепками с автоматическим активным контролем
• Сварка электрозаклепками с применением реле времени
• Обеспечение технологичности при проектировании крановых конструкций из алюминиевых сплавов