Листовой профиль с продольными ребрами жесткости

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к производству судостроительной стали. Листовой профиль имеет продольные ребра жесткости, расположенные по меньшей мере на одной поверхности листа. Увеличение жесткости листового профиля и улучшение его потребительских свойств обеспечивается за счет того, что ребра жесткости выполнены с поперечным сечением в форме равнобедренной трапеции с углом при большем основании α=45…60°, высотой t=15…18% от толщины листа и шириной меньшего основания b=120…140 мм и расположены с частотой 1 или 2 ребра на 1 м ширины листа. 1 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к производству листовых профилей для судостроения.

Листовые профили изготавливаются на толстолистовых станах путем прокатки за несколько проходов.

Известен листовой профиль с чечевичным рифлением. Конструкция такого профиля описана в ГОСТ 8568-77 «Листы стальные с ромбическим и чечевичным рифлением».

Недостатками известного профиля являются его низкие продольная и поперечная жесткости.

Известен листовой профиль с ромбическим рифлением. Конструкция такого профиля описана в ГОСТ 8568-77 «Листы стальные с ромбическим и чечевичным рифлением».

Недостатками известного профиля являются его низкие продольная и поперечная жесткости.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является листовой профиль с продольными ребрами жесткости относительно большой высоты (см. авт. св. СССР №101196, заявл. 09.10.1954).

Недостатком известного профиля является низкая поперечная жесткость, связанная с тем, что высота ребра жесткости существенно превышает толщину листа, что вызывает повышенные напряжения от изгибающих моментов при поперечных нагрузках из-за низкого момента сопротивления листового профиля.

Технической задачей настоящего изобретения является увеличение поперечной жесткости листового профиля с продольными ребрами жесткости.

Поставленная задача решается тем, что в листовом профиле с продольными ребрами жесткости, расположенными как минимум на одной поверхности листа, согласно изобретению ребра жесткости выполнены с поперечным сечением в форме равнобедренной трапеции с углом при большем основании α=45…60°, высотой t=15…18% от толщины листа и шириной меньшего основания b=120…140 мм, расположенных с частотой 1 или 2 ребра на 1 м ширины листа.

Известно использование продольных ребер для повышения продольной жесткости листового профиля (см. авт. св. СССР №101196, заявл. 09.10.1954).

Однако наравне с известным техническим свойством заявляемый отличительный признак, характеризующийся заявляемыми параметрами формы и частотой расположения ребер жесткости на листе, создает новый технический результат, заключающийся в снижении напряжений от изгибающих моментов при воздействии поперечных сил на листовой профиль. Это достигается за счет существенного увеличения момента сопротивления, что приводит к увеличению поперечной жесткости листового профиля.

Кроме этого наличие продольных ребер жесткости листового профиля улучшает его потребительские свойства. Упрощается сварка профиля с различными конструкционными элементами, например, швеллерами, уголками и др.

На основании вышесказанного можно сделать вывод, что заявляемый листовой профиль с продольными ребрами жесткости не следует явным образом из известного уровня техники и, следовательно, соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показана форма поперечного сечения листового профиля с продольными ребрами жесткости.

Листовой профиль 1 содержит продольные ребра жесткости 2, расположенные на одной или двух поверхностях листа. Ребра жесткости выполнены с поперечным сечением в форме равнобедренной трапеции с углом при большем основании α=45…60°, высотой t=15…18% от толщины листа и шириной меньшего основания b=120…140 мм, расположенных с частотой 1 или 2 ребра на 1 м ширины листа.

Если угол α при большем основании трапеции меньше 45°, то при этом увеличивается площадь поперечного сечения ребра жесткости, увеличивается расход металла, а также возрастает вес конструкции.

Если угол α при большем основании трапеции больше 60°, то значительно усложняется процесс прокатки такого профиля и увеличивается вероятность образования трещин на ребре жесткости.

Если высота t продольного ребра меньше 15% от толщины листа h, то продольная жесткость листового профиля уменьшается.

Если высота t продольного ребра больше 18% от толщины листа h, то, с одной стороны, уменьшается поперечная жесткость листового профиля, а с другой - увеличивается расход металла и возрастает вес конструкции.

Если ширина b меньшего основания трапеции меньше 120 мм, то трудно обеспечить сварку швеллеров или уголков с продольными ребрами жесткости листового профиля.

Если ширина b меньшего основания трапеции больше 140 мм, то существенно увеличивается расход металла и возрастает вес конструкции.

Если частота расположения продольных ребер меньше чем 1 на 1 м ширины В листа, то не происходит существенного увеличения продольной жесткости листового профиля.

Если частота расположения продольных ребер больше чем 2 на 1 м ширины В листа, то существенно увеличивается расход металла и возрастает вес конструкции.

Опытную проверку предлагаемого технического решения проводили для листовых профилей с продольными ребрами жесткости из стали A32 с толщиной листа h=10 мм и шириной В=4000 мм на толстолистовом прокатном стане. При этом использовали валки с калибрами. Результаты проверки представлены в таблице.

Таким образом, опытная проверка подтвердила правильность заявляемого технического решения для выполнения поставленной задачи.

Листовой профиль с продольными ребрами жесткости, расположенными по меньшей мере на одной поверхности листа, отличающийся тем, что ребра жесткости имеют поперечное сечение в форме равнобедренной трапеции с углом при большем основании α=45…60°, высотой t=15…18% от толщины листа и шириной меньшего основания b=120…140 мм, при этом расположены с частотой 1 или 2 ребра на 1 м ширины листа.