Анализ напряженно-деформированного состояния арочной конструкции для установки на плотине Братской ГЭС при воздействии нормативных нагрузок

Шагдыр Д. А. , Коновалов И. А. , Зеньков Е. В.

2022 / Том 12 №3 2022 [ СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА ]

В статье представлен расчет и анализ напряженно-деформированного состояния (НДС) металлической конструкции арки с применением численного моделирования методом конечных элементов. Техническое решение, разработанное студентами ИРНИТУ в рамках акселератора «Лаборатория энергетики», потребовало расчетного обоснования его надежности в процессе эксплуатации. Особенностью предложенной арочной конструкции является ее возможность использования для освещения автодороги на плотине Братской ГЭС в условиях гидротехнического сооружения, с учетом требований технической безопасности. В работе выполнен конечно-элементный анализ деформирования арки под воздействием нормативных нагрузок согласно своду правил СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия», необходимых для обеспечения безопасной эксплуатации арки в ветровом районе Братской ГЭС. Конструктивно арка выполнена из профильной трубы, имеет габаритные размеры - шесть метров в высоту и восемь - в ширину. Нижние части арки установлены на металлическое основание (двутавры), соединены металлическим лентами, которые располагаются под асфальтным покрытием дороги. При моделировании поведения арки использованы граничные условия закрепления, приближенные к условиям ее эксплуатации. Результаты анализа конечно-элементного моделирования показали прочностную надёжность предложенной конструкции арки.

Ключевые слова:

арка,напряженно-деформированное состояние,метод конечных элементов

Библиографический список:

1. Шляхтина Т. Ф., Ким Е. Л. Организация системы мониторинга Братской ГЭС // Труды Братского государственного университета. Серия: Естественные и инженерные науки. 2015. Т. 1. С. 248-254.
2. Когаев В. П., Махутов Н. А., Гусенков А. П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность. М.: Машиностроение, 1985. 224 с.
3. Писаренко Г. С., Яковлев А. П., Матвеев В. В. Справочник по сопротивлению материалов К.: Изд-во Дельта, 2008. 816 с.
4. Зенкевич О. К. Метод конечных элементов в технике. М.: Изд-во «Мир», 1975. 572 с.
5. Zenkov E. V., Tsvik L. B. Formation of divergent testing efforts and experimental evaluation of material strength under biaxial stretching // PNRPU Mechanics Bulletin. 2015. No. 4. Рр. 110-120.
6. Зеньков Е. В. О моделировании напряженно-деформированного состояния материала конструкции для оценки её конструкционной прочности на примере колеса железнодорожного вагона // Транспортное, горное и строительное машиностроение: наука и производство. 2021.№ 13. С. 13-17.
7. Зеньков Е. В., Цвик Л. Б., Пыхалов А. А. Дискретное моделирование напряженно-деформированного состояния плоскоцилиндрических образцов с концентраторами напряжений в виде канавок // Вестник ИрГТУ. 2011. № 7(54). С. 6-12.
8. Биргер И. А., Шорр Б. Ф., Иосилевич Г. Б. Расчет на прочность деталей машин. Справочник. М.: Машиностроение, 1993. 640 с.
9. Кулагин А.В. Некоторые особенности решения задач сопротивления материалов для плоских рамных конструкций // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2021. № 12. С. 460-464.
10. Зеньков Е. В., Цвик Л. Б., Пыхалов А. А. Методика расчета на прочность деталей машин с учетом вида напряженного состояния // Механики XXI веку. 2015. № 14. С. 57-61.

Файлы:

• статья (скачать | просмотреть) - скачано 182 раза