CC BY
27
11. Russkij zhestovyj jazyk: Pervaja lingvisticheskaja konferencija [Russian sign language: First linguistic conference]. Sbornik statej [The collection of articles] / Pod red. O.V. Fjodorovoj. - M., 2012. - 144 P. [in Russian]
12. Zh.I. Reznikova Jazyk zhivotnyh: podhody, rezul'taty, perspektivy [Language of animals: approaches, results, perspectives//"Science languages - art languages"] // «Jazyki nauki - jazyki iskusstva», Sbornik trudov VII Mezhdunarodnoj konferencii «Nelinejnyj mir» [the Collection of works VII of the International conference "Non-linear World"]. - Moskva, Izd-vo Instituta komp'juternyh issledovanij [Publishing house of Institute of computer researches]. 2004. - P. 260-278. [in Russian]
13. Mansourian L. et al. Evaluating Classification Strategies in Bag of SIFT Feature Method for Animal Recognition // Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology. 2015. T. 10. №.11. P. 1266-1272.
14. Valentin G. et al. Creating collar-sensed motion gestures for dog-human communication in service applications // Proceedings of the 2016 ACM International Symposium on Wearable Computers. ACM, 2016. P. 100-107.
15. Pons P., Jaen J., Catala A. Towards Future Interactive Intelligent Systems for Animals: Study and Recognition of Embodied Interactions //Proceedings of the 22nd International Conference on Intelligent User Interfaces. ACM, 2017. P. 389400.
16. Zeljonaja iguana [Green iguana] // Mezhdunarodnyj klub terrariumistov «Moja reptilija» [International club of terrariumist "My reptile"]. Jel. resurs. URL: http://myreptile.ru/. It is checked 23.05.2016. [in Russian]
17. Allison C. Alberts, Ronald L. Carter, William K. Hayes, Emilia P. Martins. Iguanas: Biology and Conservation. -University of California Press, 2004. - 372 P.
18. Konrad Lorenz. Das sogenannte Böse. Zur Naturgeschichte der Aggression. - DTV Verlagsgesellschaft. 1998. 200 P.
19. Alcaidinho J. et al. Mobile Collaboration for Human and Canine Police Explosive Detection Teams //Proceedings of the 2017 ACM Conference on Computer Supported Cooperative Work and Social Computing. ACM, 2017. P.925-933.
20. Kumar S., Singh S. K. Biometric recognition for pet animal //Journal of Software Engineering and Applications. 2014. T. 7. №. 5. P. 470.
21. Witzany G. Biocommunication of Animals. - Springer Science, Dordrecht. 2014. - P. 21-39 (chapter 3).
22. Taming and Training. The Green Iguana Society. Electronic greenigsociety.org resource. Mode of access http://www.greenigsociety.org/taming.htm. It is checked 23.05.2016.
23. Terentyev P. V. Gerpetologija [Herpetology] - M.: Vyssh. shk. [Higher school] 1961. - 336 pages. [in Russian]
DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2017.59.073 Вдовенко Н.В.
Магистрант, Академия строительства и архитектуры,
Донской государственный технический университет К ВОПРОСУ ОБ ОПРЕДЕЛЕНИИ ПРЕДЕЛЬНОЙ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ БОЛТОВ ВО ФЛАНЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЯХ ИЗГИБАЕМЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Аннотация
Рассмотрен принцип расчета предельного изгибающего момента возникающего в высокопрочных болтах фланцевых соединений стальных рамных конструкций. Выявлены опечатки в существующей нормативной документации. Выполнена оценка значимости указанных опечаток и их влияние на величину предельного изгибающего момента. Установлено, что погрешность в результатах вычислений по исправленным формулам и выражениям, приведенным в нормативных документах, может достигать 24,24 %. Приведены исправленные формулы расчета предельного.
Ключевые слова: изгибающий момент, фланцевое соединений, усилие в болтах, разрушающие усилия, болты наружной зоны, болты растянутой части стенки.
Vdovenko N.V.
Undergraduate student, Don State Technical University
ON THE PROBLEM OF LIMITING CAPACITY OF BOLTS DETERMINATION IN FLANGE CONNECTIONS
OF BENDING STRUCTURES
Abstract
The article considers the principle of calculation of the limiting moment of tilt of the flanged joints of steel in frame structures occurring in forced bolts. Misprints in the existing regulatory documentation are identified. The significance of these misprints and their influence on the magnitude of the limiting moment of tilt are estimated. It is established that the misprint in the results of calculations based on the corrected formulas and expressions given in the normative documents can reach 24.24%. Corrected formulas for calculating the limits are given.
Keywords: moment of tilt, flange connections, bolt force, destructive forces, external zone bolts, bolts of the stretched wall section.
Фланцевые соединения элементов рамных конструкций достаточно часто встречаются в современной практике строительства, так как имеют определенные преимущества перед сварными соединениями. Подходы к их проектированию в различных странах отличаются друг от друга, поэтому необходимо рассматривать достоинства и недостатки этих подходов и разрабатывать некоторую интегральную методику расчета фланцевых соединений. В рамках настоящей статьи остановимся на отечественной практике конструирования таких узлов.
В настоящее время расчет таких соединений ведется либо по рекомендациям, либо по серии, таким как: «Рекомендации по расчету, проектированию, изготовлению и монтажу фланцевых соединений стальных конструкций» [1]; серия 2.440-2 «Узлы стальных конструкций производственных зданий промышленных
предприятий» выпуск 7 «Болтовые фланцевые рамные соединения балок с колоннами стальных каркасов зданий и сооружений» [2].
Так, например, в серии 2.440-2 [2] приведены формулы для расчета предельного момента, который может быть воспринят фланцем. Он может быть определен как минимальный изгибающий момент, который необходимо приложить к соединению, чтобы в каком-либо его конструктивном элементе наступило предельное состояние. Во фланцевом соединении ригелей с колоннами в работе участвуют болты, фланец, полка и стенка колонны.
Соответственно за предельное состояние для этих конструктивных элементов принимаем:
- достижение разрушающих (или расчетных) усилий в стержнях наиболее нагруженных болтов при действии момента М i (М1р) ;
- образование пластического механизма во фланце при действии на соединение момента М2;
- образование пластического механизма в полке колонны при действии на соединение момента М3;
- достижение напряжений текучести на всем участке стенки колонны, воспринимающем растягивающую нагрузку при наличии ребер жесткости в колонне или без них при действии на соединение момента М
- достижение напряжений текучести на всем участке стенки колонны, воспринимающем сжимающую нагрузку при наличии ребра жесткости или без него, либо потеря устойчивости стенки колонны, воспринимающей сжимающее усилие, если стенка не ужесточена ребрами жесткости, при действии на соединение изгибающего момента М
- достижение напряжений текучести на участке стенки колонны, работающем на сдвиг, при действии момента
М
Таким образом, величина предельного момента, воспринимаемого соединением, может быть получена по формуле:
Ми = min (М 1, М 2 , М з , М4, М 5 , М 6) . (1)
Кроме того, необходимо учитывать тот факт, что болты во фланцевом соединении нагружены весьма неравномерно и это учтено при разработке расчетов фланцевых соединений на прочность по болтам. Изгибающий момент, действующий на соединение, должен быть таков, чтобы в этих болтах развивались разрушающие (М1) или расчетные (М1р), усилия (в зависимости от цели расчета). Нейтральная ось фланцевого соединения при изгибе может, с достаточно большой степенью точности, принята совпадающей с нейтральной осью примыкающего сечения ригеля. В болтах остальных рядов действующие усилия уменьшаются пропорционально отношению расстояния от данного ряда до нейтральной оси двутавра к расстоянию первого ряда болтов до этой же оси. Для фланцевого соединения без ребер жесткости предельные усилия развиваются в болтах первого и второго ряда. В болтах остальных рядов расчетные усилия уменьшаются пропорционально отношению расстояния данного ряда до нейтральной оси к расстоянию второго ряда болтов до этой же оси.
Выражения для определения момента, который может быть воспринят болтами фланцевого соединения, имеют следующий вид:
Для фланцевых соединений с ребрами жесткости:
М i = (2 В р + iVHJnHi) (hi + Й2 ) + (2Вр + Л^.пН2 ) ■ (hi + 1) g + 2 Лщп/hi ■ (^ + /Ц + • • • h„) / (h„ + 1) (2)
Для фланцевых соединений без ребер жесткости:
Мi = V^nHi (hi + ho i ) + (2 Вр + tyy-Пи)(hi + ho i ) + ^ ■ №3 + h4 + • • • h„). (3)
Для фланцевых соединений с внутренним расположением болтов:
Мi = (2 В р + tyy-nn)(h2 + ho i) + 2 tyy-n/h^ ■ Q13 + /Ц + • • • h„) (4)
Для болтов наружной зоны:
Vy = Я В р, (5)
где М-у_ - предельный изгибающий момент; Лн, - усилия, воспринимаемые болтами; пн , пн 2 - число болтов наружной зоны; п - число болтов растянутой части стенки; Вр - разрушающие или расчетные усилия в болтах; Я, -параметр жесткости болта; - высота двутавра; - расстояние от оси болта до полки двутавра; - толщина полки двутавра.
Рассматриваемая серия имеет один существенный недостаток - наличие в ней большого количества опечаток.
аз
о о
Рис. 1 - Расчетная схема фланцевого соединения 2-го вида
Рассмотрим для примера фланцевое соединение на высокопрочных болтах без ребер жесткости (Рис. 1). Формула в [2] для расчета его предельного момента Мх, выглядит следующим образом:
М ! = 2 В р (Л + ^ - + 2 Вр (Л - 2 + 2 (6)
Для проверки правильности выражения (6) выполним подстановку Вр вместо Лн- (формула (5)), а также к0 ! , к1, к2, кп, пн1 в (3), и получим формулу следующего вида:
М х = 2 Я Вр(Л + Й! -0 + 2Вр (Л-Ьх-2 0 (7)
При сравнении численных результатов формул (6) и (7), принимая = 0,045 , к = 0,59 3 мм, £ = 0, 0 1 5 5 мм, Вр = 2 66 кН, Я = 0,5 77 (Рис.2), получим следующие значения с разницей вычислений 24,24%:
- по (6) М! = 615,26 кНм;
- по (7) М± =466,13 кНм.
Определено, что из всех типов фланцевых соединений, рассматриваемых в серии, опечатки имеются в схемах: 2, 3, 4, 6, 7, 9. В таблице 1 приведены формулы серии и откорректированные выражения для перечисленных соединений.
Таблица 1 - Типы фланцев и определение предельного изгибающего момента по наиболее нагруженным болтам
Тип фланца
Схема
Формула для вычисления изгибающего момента
2.
а) М = 2 Вр(к + Й! - £ь) + 2 Вр(к - 2 ^ + 2 £ь)
б) М = 2 ЯВр (к + &!-£) + 2 Вр(к - - 2 £)
Продолжение табл. 3 на стр. 26
Продолжение табл. 2 - Типы фланцев и определение предельного изгибающего момента по наиболее _нагруженным болтам_
Тип фланца
Схема
Формула для вычисления изгибающего момента
3.
а)М = + К) + 2 В„ (А - Ь 1 - С) ■ кт^-^ +
2ЯЙ! (Л -^-С-УУ)
ь-ь 1-0
б) М = 2В„(А + ) + 2 В„(А - Ь ! - 0 ■ Ч^ +
4.
а)Мх = 2 ЯВр(Аб + Ьх - 0 + 2 Вр(Аб - 2 Ьх - 2 Сб) + 2 ЯВр
— Ь ! %
(А б - 2 Ь 1-2 Сб-!Ю)
б)М = 2 ЯВ (А + Ь 1 - 0 + 2 В„(А - Ь 1 - 2 С) + 2 ЯВ„
-* ■ (Л - 2ЬХ - 2£ - И/)
—
6.
а)М1 = 4ЯВр(Аб - Ь1 - Сб) + 2 Вр(1 + Я) (Аб - 2 Ь1 - 2 Сб) +
2В.
--(А б - 2 Ь 1-2 Сб-Ю)
-- Ь !- ¿б
б) М = 4ЯВ„(А + Ь 1 - С) + 2 В„(1 + Я) (А - Ь1 - 2 0 +
2 ЯВ,
--ь^-им
р ''
—£
(л - 2Ъ1 -гь-уу)
Окончание табл. 3 - Типы фланцев и определение предельного изгибающего момента по наиболее нагруженным
болтам
Примечание: а) первоначальная формула серии; б) откорректированная формула серии.
Согласно таблице 1 были сделаны расчеты, показывающие разность вычислений по формулам [2] и по полученным выражениям. Числовые результаты представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Сравнения численных результатам по формулам [2] и по откорректированным выражениям
Тип соединения Предельный момент, кНм %
По [2] По откорректированным формулам
2 615,26 466,13 24,24
3 639,74 633,30 1,01
4 528,99 552,93 4,33
6 873,34 902,71 3,26
7 1280,37 1255,68 1,93
9 354,53 371,53 4,58
Проведенный анализ [2] показал необходимость тщательной проверки остальных расчетных формул типовой серии, а также приведенных в ней справочных таблиц с числовыми результатами.
Кроме того в серии рассматривается только изгиб, который в рамных конструкциях встречается крайне редко, поэтому следует также рассматривать сжато-изогнутые элементы.
Список литературы / References
1. Рекомендации по расчету, проектированию, изготовлению и монтажу фланцевых соединений стальных строительных конструкций. - М.: Госстрой СССР, 1989. - 54 с.
2. Серия 2.440-2. Узлы стальных конструкций производственных зданий промышленных предприятий. Выпуск 7. Болтовые фланцевые рамные соединения балок с колоннами стальных каркасов зданий и сооружений. - Введ. 1994.02.01. - М.:НИПИПпромстальконструкция, 1994. - 83с.
Список литературы на английском языке / References in English
1. Rekomendacii po raschetu, proektirovaniju, izgotovleniju i montazhu flancevyh soedinenij stal'nyh stroitel'nyh konstrukcij [Guidelines for calculation, design, manufacture and assembly of flanged joints of steel building structures]. - M.: Gosstroj SSSR, 1989. - 54p. [in Russian]
2. Seriju 2.440-2. Uzly stal'nyh konstrukstij proizvodstvennyh zdanij promyshlennyh predpriyatij. Vypusk 7. Boltovye flantsevye soedineniya balok s kolonnami stal'nyh karkasov zdanij i sooruzhenij [Series 2.440-2. Knots of steel structures of production buildings of the industrial enterprises. Issue 7. Bolt flange frame connections of beams with columns of steel frameworks of buildings and constructions]. - VVed. 1994.02.01. - М.: NIPIPpromstal'konstruktsiya, 1994.-83p. [in Russian]
DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2017.59.085 Воробьев А.А.1, Спицын И.Н.2, Кравченко Н.В.3
1 Кандидат технических наук, доцент,
2старший преподаватель,
3
кандидат технических наук, старший преподаватель, Сибирский государственный аэрокосмический университет КЛАСТЕРНЫЙ АНАЛИЗ НОВИЗНЫ ПРОЕКТНОГО РЕШЕНИЯ
Аннотация
В работе описана методика и представлена прикладная программа для исследования технического уровня проектируемого технологического оборудования. Особенностями программы «KANP DOO» является то, что для оперативной оценки технико-экономических показателей проектируемого оборудования используются весовые коэффициенты, а необходимое количество аналогов оборудования, используемых для анализа, задается экспертом -пользователем программы.
Ключевые слова: рабочая машина, оборудование, конкурентоспособность, технический уровень, риск, проектирование, качество, аналог, прототип.
Vorobjev A.A.1, Spitsyn I.N.2, Kravchenko N.V.3
1PhD in Engineering, associate Professor, 2senior lecturer, 2PhD in Engineering, senior lecturer, Siberian State Aerospace University CLUSTER ANALYSIS OF NOBILITY OF A DESIGN SOLUTION
Abstract
The paper describes the methodology and presents the application for estimation of the technical level of the technological equipment developed. The main feature of KANPDOO application is that for the quick assessment of technical and economic indicators of the equipment designed we use weight coefficients, and the required number of analogs of the equipment used for analysis is set by the expert user of the application.
Keywords: working machine, equipment, competitiveness, technical level, risk, design, quality, analog, prototype.
В процессе проектирования технологических машин, а также в ходе НИОКР инженеры сталкиваются с проблемой формирования и оценки новизны, качества и совершенства конструкции создаваемой рабочей машины в сравнении с прототипами и аналогами. Существующие методики рекомендуют реализовывать проблему решением подмножества задач [1], [2]. Чаще всего в методиках рассматриваются задачи функционально-стоимостного анализа, или описываются методы оптимизации конструкции рабочей машины, например, по критериям масс и (или) производительности.
Качественное описание конструктивных и технологических факторов, как движущих сил конкурентоспособности проекта, внешних и внутренних причинных связей, способствующих осуществлению технологической машиной рабочего процесса, в упомянутых методиках слабо отражает количественные соотношения в следственных связях, дающих однозначную приоритетную парадигму конкурирующего сопоставления. Используемые при анализе термины «сходство» и «различие» большей частью недостаточно полно обосновывают принимаемое решение, основанное на оценке численной характеристики сравнения.
Количественная оценка новизны, мер сходства и различия сравниваемых технологических машин выполняется преимущественно по методикам ГКНТ и отраслевых министерств [2].
В типажах металлорежущих и деревообрабатывающих станков, издаваемых в середине и конце 20 века, число новых конструкций практически удваивалось через десятилетие, но для сохранения индустрии станкостроения страны такие темпы обновления оказались недостаточными. Поэтому периодический системный анализ конструкций проектируемых и эксплуатируемых рабочих машин требует разработки и внедрения новых современных технологий и методик.
