Способ повышения сохранности тонкостенной оболочечной конструкции при транспортировке

 

Использование: в транспорте. Сущность изобретения: тонкостенную оболочечную конструкцию размещают на транспортном средстве на ложементах и периодически принудительно проворачивают конструкцию на 180° и обратно. Во время транспортировки с помощью датчиков деформации определяют уровни статической σ_mэ и динамической σ_aэ составляющих эквивалентных напряжений, задают число характерных уровней n_у напряжений σ_aэ и по каждому из этих уровней определяют количество циклов нагружения N_цi с помощью счетчиков циклов. До начала транспортировки по заранее известным коэффициентам усталостной прочности (A, m), определяемым экспериментальным путем, и пределу прочности σ_В материала конструкции 1 вычисляют величину . При достижении данной величиной предельно допустимого значения Δ_уст подается команда на включение приводов 10, которые через ведущие шестерни 9, зубчатые венцы 8 опор 2 и 3 с помощью внешних колец и роликов передают вращение на внутренние кольца, жестко связанные с конструкцией 1. В результате конструкция проворачивается относительно подвижного основания 4 на угол 180°. 2 ил.

Изобретение относится к транспорту.

Известно транспортное средство для перевозки и монтажа длинномерных грузов, реализующее способ сохранности длинномерного груза при транспортировке, заключающийся в предотвращении деформации груза в его средней части за счет введения дополнительной опоры [1] Недостатком этого способа является невозможность длительной транспортировки тонкостенных оболочечных конструкций из-за одностронности нагружения и повышенных напряжений в зонах контакта с опорами и обусловленного этим явления усталостного разрушения тонкостенных оболочек (Моссаковский В.И. и др. Контактные задачи теории оболочек и стержней. М. Машиностроение, 1978, с. 124).

Известен способ повышения сохранности цилиндрических грузов, заключающийся в принудительном проворачивании их вокруг продольной оси [2] Однако в этом способе не указаны порядок проворачивания груза и его периодичность.

Цель изобретения более рациональное использование резерва прочности перевозимого груза при транспортировке.

Цель достигается тем, что в способе повышения сохранности тонкостенной оболочечной конструкции при транспортировке, заключающемся в размещении конструкции на ложементных опорах и периодическим ее проворачивании, принудительно проворачивают конструкцию на 180^о и обратно с периодичностью, определяемой при циклических напряжениях приращением величины Δ_уст= где определяемые до начала транспортировки А, m коэффициенты усталостной прочности материала конструкции по закону Велера; σ_В предел прочности материала конструкции, определяемые при транспортировке; σ_mэ уровень статистической составляющей эквивалентных напряжений в конструкции в зонах ее контакта с ложементами; σ_аэ уровень динамической составляющей эквивалентных напряжений в конструкции в зонах ее контакта с ложементами; n_y число характерных уровней напряжений σ_аэ; N_ц число циклов нагружения по каждому уровню напряжений σ_аэ.

На фиг. 1 и 2 показано устройство, с помощью которого осуществляется предлагаемый способ.

Длинномерная тонкостенная оболочечная конструкция 1 размещена на двух кольцевых опорах 2 и 3, установленных на подвижном основании 4. Каждая опора 2,3 представляет собой роликовый подшипник и состоит из внешнего кольца 5, внутреннего кольца 6 и размещенных между ними цилиндрических роликов 7. К внутреннему кольцу 6 прикреплен зубчатый венец 8 с внешним расположением зубьев. С зубчатым венцом 8 находится в зацеплении ведущая шестерня 9, установленная на валу электрического или механического привода 10, закрепленного на подвижном основании 4. Приводы обеих опор синхронизированы. Внутреннее кольцо 6 имеет жесткую связь с тонкостенной оболочечной конструкцией 1 в окружном направлении. Для измерения уровня деформаций и с их помощью уровня напряжений в районе опор 2 и 3 в продольной вертикальной плоскости конструкции 1 в ее верхней и нижней частях попарно установлены датчики 11 деформаций, например тензометрические.

Устройство работает следующим образом.

При транспортировке или циклическом нагружении длинномерной тонкостенной оболочечной конструкции 1 с помощью датчиков 11 деформации определяют уровни статической σ_mэ и динамической σ_аэ составляющих эквивалентных напряжений, задают число характерных уровней n_y напряжений σ_аэ и по каждому из этих уровней определяют количество циклов нагружения N_цi с помощью специально предусмотренных счетчиков циклов (не показаны). По заранее известным коэффициентам усталостной прочности А, m, определяемым экспериментальным путем, и пределу прочности σ_В материала конструкции 1 вычисляют величину
Δ_уст= где n_y число характерных уровней напряжений σ_аэi;
σ_аэi динамическая составляющая эквивалентного напряжения в оболочке в зонах ее контакта с ложементами;
N_цi число циклов нагружения с i-м уровнем напряжений σ_аэi;
σ_mэ статическая составляющая эквивалентного напряжения в оболочке;
σ_В предел прочности материала оболочки;
А,m коэффициенты закона Велера;
N_о σ_-1^m=А, где N_о базовое число циклов;
σ_-1 предел усталостной прочности (Павлов Г.А. Основы инженерных расчетов элементов машин на усталость и длительную прочность. Л. Машиностроение, 1988, с.88-91).

При достижении данной величиной предельно допустимого значения подается команда на включение приводов 10, которые через ведущие шестерни 9, зубчатые венцы 8 опор 2 и 3 с помощью внешних колец 5 и роликов 7 передают вращения на внутренние кольца 6, жестко связанные с конструкцией 1. В результате конструкция 1 проворачивается относительно подвижного основания 4. При достижении угла 180^о приводы автоматически выключаются.

Предлагаемый способ позволяет повысить усталостную прочность тонкостенных оболочечных конструкций при транспортировке или циклическом нагружении за счет более рационального использования имеющегося резерва (запаса) прочности конструкции.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ СОХРАННОСТИ ТОНКОСТЕННОЙ ОБОЛОЧЕЧНОЙ КОНСТРУКЦИИ ПРИ ТРАНСПОРТИРОВКЕ, заключающийся в размещении конструкции на ложементных опорах и периодическом ее проворачивании, отличающийся тем, что принудительно проворачивают конструкцию на угол 180^o и обратно с периодичностью, определяемой при циклических напряжениях приращением величины

где определяемые до начала транспортировки:
A и m коэффициенты усталостной прочности материала конструкции по закону Велера;
σ_b предел прочности материала конструкции, определяемые при транспортировке;
σ_mэ уровень статической составляющей эквивалентных напряжений конструкции в зонах контакта с ложементами;
σ_аэ уровень динамической составляющей эквивалентных напряжений конструкции в зонах ее контакта с ложементами;
n_у число характерных уровней напряжений;
N_ц число циклов нагружения по каждому уровню напряжений.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2