В ходе исследования была разработана новая система предварительного напряяжения пластины из полимера, армированного углеродным волокном, для усиления поврежденных стальных балок. Был проведен параметрический анализ с использованим моделирования методом конечных элементов. Результаты показали, что удовлетворительная эффективность усиления может быть достигнута с помощью новой системы предварительного напряжения. Предварительно напряженный углеплатик значительно увеличил показатели при изгибе балок на упругой и упруго-пластической стадиях благодаря использованию высокой прочности пластины из углепластика. Кроме того, по мере увеличения уровня предварительного напряженияэффективность усиления возрастала. Простое увеличение площади или модуля упругости пластины из углепластика немного улучшило эффективность упрочнения, тогда как одновременное применение предварительного напряжения явно увеличивает эффективность упрочнения.

Ключевые слова: усиление, стальная балка, предварительное напряжение, новая система, углепластиковая пластина

2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

Сварка является основным методом соединения толстолистовой стали. Её применение приводит к значительным остаточным сварочным напряжениям. Остаточное напряжение может существенно повлиять на несущую способность стальных большепролетных мостов. В данной работе был проведён конечно-элементный расчет остаточных сварочных напряжений стальных листов толщиной до 100 мм, а также выявлено распределение поверхностных остаточных напряжений и влияние толщины листа на остаточное поверхностное напряжение.

Ключевые слова: стальной мост, толстолистовая сталь, сварочные остаточные напряжения, метод конечных элементов, сварное соединение, распределение напряжений

2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия

Толщина стальных листов, используемых в элементе, постепенно увеличивалась, чтобы соответствовать требованиям несущей способности стальных мостов с большими пролетами. Как основной метод соединения толстолистовой стали, сварка приводит к значительным остаточным сварочным напряжениям со сложным распределением. Большое остаточное напряжение при сварке существенно повлияет на характеристики стальных мостов. В данной работе систематически исследуется распределение остаточного напряжения в свариваемом толстом стальном листе, был спроектирован и изготовлен образец толщиной 80 мм, а остаточное напряжение сварки измерено с помощью рентгеновской дифракции.

Ключевые слова: стальной мост, толстая стальная пластина, сварочные остаточные напряжения, метод рентгеновской дифракции, сварное соединение

2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия

Исследование повреждений болтовых соединений с помощью численного моделирования с использованием ANSYS требует анализа полей напряжений в декартовых координатах по углу и радиусу контактных площадок. Результаты детально показывают формирование болтового узла и положения концентраций напряжений. Поверхность между контактными элементами характеризуется контактным давлением, сцеплением и зазором. При помощи полученных результатов стало возможно определить напряжение, вызвавшее зарождение и распространение трещины, а также положение поврежденного участка болтового соединения.

Ключевые слова: болтовой узел, численное моделирование, контактное моделирование, зона повреждения, конечный элемент, истирание

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Исследование проблемы фреттинг-повреждения механического узла, скрепленного болтами в трех измерениях, требует анализа полей напряжений в декартовых координатах по углу и радиусу контактных площадок. Это также требует определения положения зарождения и распространения трещины. В этом исследовании мы сосредоточимся на численном моделировании с использованием ANSYS. Результаты, полученные в виде узловых решений, детально показывают положения концентраций напряжений и формирование болтового узла. Контактная поверхность между пластинами (или контактными элементами) характеризуется контактным давлением, сцеплением и зазором. Полученные результаты позволили определить напряжение, вызвавшее зарождение и распространение трещины, а также положение поврежденного участка фреттингом.

Ключевые слова: болтовой узел, контактное моделирование, зона повреждения, фреттинг, закон Рамберга-Осгуда, напряжения Фон Мизеса

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.17 - Строительная механика

Использование металлических конструкций, в качестве несущих элементов каркасов зданий, невероятно обширно. Они применяются во всех областях, начиная от строительства мостов, заканчивая строительством аэропортов и других не менее важных объектов. Исходя из этого, необходимо крайне точно проектировать подобные строения, учитывать всевозможные воздействия на элементы здания и закладывать необходимые запасы прочности. В свою очередь огонь, как одну из чрезвычайных нагрузок, необходимо исследовать во всех его аспектах. От изучения развития пожара, до структурного анализа элементов, подвергшихся воздействию огня. Данная статья посвящена определению огнестойкости стальных балок двумя подходами – аналитическим и численным, а также сравнению результатов.

Ключевые слова: металлические конструкции, несущий элемент, чрезвычайная нагрузка, структурный анализ, воздействие огня, огнестойкость

05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения (технические науки) ,

Гибкие конструкции обычно имеют низкую гибкую жесткость и небольшой коэффициент демпфирования материала. Небольшое возбуждение может привести к разрушающей вибрации большой амплитуды и длительному времени восстановления. Это может привести к усталости, нестабильности и плохой работе конструкций. Контроль вибрации гибких конструкций является важной проблемой во многих инженерных приложениях, особенно для точных рабочих характеристик в аэрокосмических системах, спутниках, гибких манипуляторах и т.д.

Ключевые слова: собственная частота, гибкая жесткость, вибрация, уравнение Лангранжа, метод Эйлера, демпфирующая сила, теория балки

05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения (технические науки) , , 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

Кровля из гофрированного металлического листа широко используется как в сельских, так и в городских районах . Большую часть рынка, потребляемого кровлей из профнастила, составляют конструкции жилых домов. Что касается безопасности и надежности гофрированного металла против всех ударных нагрузок и уровней энергии, материал необходимо испытывать при определенных уровнях энергии. Чтобы достичь параметров безопасности при любом наборе условий.

Ключевые слова: GL лист, теории отказов, поглощение энергии, энергия деформации, теория главного максимального напряжения, теория максимального напряжения сдвига, теория главной максимальной деформации, ударное напряжение, профнастил, металлический лист

В настоящий момент исследователи и целые строительные отрасли используют передовое программное обеспечение для эффективного анализа и проектирования строительных конструкций. Преимуществ достаточно, высокая структурная целостность конструкции, быстрая оценка состояния при проектировании, оценка способности сопротивляться любой из сред нагружения. Этими качествами обладает метод конечных элементов. В данной статье проводится нелинейный КЭ-анализ холоднокатаных стальных балок Z-профиля при изгибной нагрузке с использованием программного обеспечения ANSYS. Сравнивается способность сопротивляться изгибу двух типов балок - Z-образной балки с полыми полками и Z-образной балкой со сплошными полками. Балка с полыми полками демонстрирует лучшие деформационные характеристики, чем со сплошными.

Ключевые слова: эффективный анализ, метод конечных элементов, Z-профиль, деформационные характеристики, нелинейный КЭ-анализ

Оценка прочности на изгиб важна при проектировании стальных балок. В данной работе были проведены аналитические исследования для определения прочности на изгиб обычных стальных двутавровых балок и стальных балок с гофрированной стенкой. Была проанализирована экспериментальная программа для четырех балок с простой опорой и различной конфигурацией стенок (плоской или гофрированной), а также разной толщине полки (тонкой или толстой). В ходе экспериментальных работ было определено влияние уменьшения изгибной способности балки за счет гофрированной стенки. Для моделирования испытанных образцов и проверки результатов экспериментальной части работы использовалась нелинейная методика конечных элементов.

Ключевые слова: проектирование стальных балок, прочность на изгиб, гофрированная стенка, толщина полки, изгибная способность, методика конечных элементов, конфигурация стенки

Хранение легкоиспаряющихся и горючих жидкостей осуществляют, как правило, в вертикальных стальных резервуарах. В общем объеме хранения они составляют более 80%. Именно поэтому исследования в данном направлении имеют важное значение в промышленности. Крайне актуален вопрос снижения стоимости изготовления резервуаров и уменьшения материалозатрат при сооружении. На основе зависимостей оптимального диаметра, высоты и массы корпуса от объема сосуда, были произведены расчеты для существующего РВС-10.000.

Ключевые слова: вертикальный стальной резервуар, важное значение в промышленности, снижение стоимости изготовления, уменьшение материалозатрат, оптимизация размеров, метод оптимизации размеров, минимальная материалоемкость