Электронный научный журнал
Международный студенческий научный вестник
ISSN 2409-529X

ВАРИАНТЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СИЛОСА

Петрова О.А. 1
1 ФГБОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет»
1. Буланов В.Е. О напряженно-деформированном состоянии внецентренно-сжатых элементов / В.Е. Буланов, А.А. Мазов // Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития, 2008: Сб. науч. трудов по материалам Международ. науч.-практич. конф. Т. 3. Технические науки. Одесса: Черноморье, 2008. – С. 14-18.
2. Буланов, Е.В. О прогибах и пластическом деформировании стальных стержней коробчатого сечения/ Е.В. Буланов, А.В. Соломатина, В.Е. Буланов// Современные направления теоретических и прикладных исследований’ 2013».: Сб. науч. трудов Sworld. Материалы международ. научно-практич конф. Выпуск 1. Том 43. – Одесса: Куприенко, 2013. – С. 64-68.
3. Васильков, Ф.В. О прогибах и пластическом деформировании стальных внецентренно-сжатых стержней / Ф.В. Васильков В.Е. Буланов // Изв. Вузов. Стр-во.- 1999.-№1.- C. 4-6
4. Мазов А.А. Пластическое деформирование стальных стержней переменной жесткости /А.А. Мазов, В.Е. Буланов.// Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. Тамбов, 2010 №4-6(29). – С. 60-63.
5. Свидетельство о гос. регистрации программ для ЭВМ 2010617702. Расчет по деформациям внецентренно сжатых двутавровых стержней / Буланов В.Е. Мазов А.А.; правообладатель Тамб. гос. техн. ун-т.; заяв. 21.09.10; зарег. 19.11.10 в реестре программ для ЭВМ.

Сыпучие материалы имеют широкое применение во всех отраслях промышленности. Их использование не возможно без хранения и транспортировки. Для этого используются силосы различной конструкции.

Силос представляет собой вертикальную цилиндрическую или прямоугольную емкость с плоским или конусным днищем с отверстием (окном) и плоской крышей. Традиционно силосы с конусным днищем имеют диаметр от 2,5 до 11 м и высоту от 5,5 м до 28 м.

Вертикальное расположение силоса способствует экономии площади для установки. Установка силосного корпуса осуществляется на металлическую опорную раму, высота которой зависит от целей использования силоса, его конструкции. Для надежной и эффективной эксплуатации силоса на него монтируется различное технологическое оборудование, например, рукавные фильтры, датчики уровней, вибраторы и аэрационные устройства (для равномерного распределения продукта внутри емкости и обеспечения так называемой текучести продукта во время его отпуска), краны отбора проб, моечные головки, смотровые стекла, различные воздуховоды и т.д.

При изготовлении несущих конструкций в основном используется двутавровое сечение. Однако возникает необходимость подбора оптимальных размеров элементов, обеспечивающих восприятие нагрузок и удовлетворяющих экономическим интересам. При определении размеров двутавровых элементов с переходом от одной толщины проката к другой наблюдается скачкообразное изменение расчетного сопротивления, что не позволяет минимизировать функцию площади сечения. Для устранения этого недостатка при выборе сечения предлагается следующий алгоритм.

1. Вводятся исходные данные (нагруженность N/lx2, эксцентриситет e0/lx, соотношение расчетных длин ly/lx, расчетное сопротивление Ry). Для каждого набора исходных данных расчет производится отдельно.

2. Задается и варьируется высота двутавра h.

3. Задается и варьируется гибкость стенки.

4. При заданных высоте и гибкости стенки, подбирается необходимая площадь сечения полки и определяется площадь сечения всего двутавра.

5. Гибкость стенки по аналогии с [1-5] варьируется до тех пор, пока не определяется самый экономичный вариант двутавра для заданного значения h. Затем принимается новая высота h, и расчеты повторяются.

Площадь сечения полок двутавра подбирается следующим образом:

– задается первоначальное значение площади сечения полки Af;

– вычисляются прогибы стержня, подсчитываются полные эксцентриситеты приложения нагрузки e = e0 + fx, определяются краевые деформации; если деформация превосходит предельное значение, то возвращаемся к началу цикла по назначению размеров полки;

– определяется критическая гибкость полки, и исходя из этой гибкости и текущей площади Af определяется ширина и толщина полки; если оказывается, что ширина полки превосходит h, то она принимается равной h, а толщина полки – равной Af/h;

– скомпонованное сечение проверяется соответствию конструктивных условий, если выявляются противоречия, то изменяем гибкость стенки или высоту двутавра h;

– устойчивость стенки проверяется в двух местах: на опоре стержня и в его середине; если хотя бы в одном из этих мест стенка оказывается неустойчивой, то возвращаемся к началу цикла;

– производим проверку устойчивости стержня из плоскости действия момента; если устойчивость стержня оказывается необеспеченной, возвращаемся к назначению новой большей величины Af, и весь расчет повторяем.

Высота двутавра h, гибкость стенки λw и площадь полки Af варьируются с переменным шагом. Схема вариаций одинаковая для всех параметров и поясняется на примере поиска выгодной высоты двутавра h (рис. 1).

stroi9.tiff

Рис. 1. Выбор оптимальной высоты сечения

Предварительно принимается какое-то минимальное значение h. За тем высота увеличивается с определенным шагом до того момента, пока площадь сечения двутавра А не оказывается больше, чем при предыдущем значении высоты. Следовательно, минимум А располагается между точками 2 и 4.

Локализовав соответствующий интервал высот, возвращаемся к точке 2 и начинаем снова менять высоту двутавра, но уже с шагом вдвое меньшим. Определяется новый, уже меньший интервал значений h. Количество приближений зависит от требуемой точности вычисления высоты.

Данная методика позволяет выбрать сечение внецентренно сжатых и сжато изгибаемых несущих элементов силосов с оптимальными размерами.


Библиографическая ссылка

Петрова О.А. ВАРИАНТЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СИЛОСА // Международный студенческий научный вестник. – 2015. – № 3-1.;
URL: http://eduherald.ru/ru/article/view?id=12093 (дата обращения: 24.10.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074