Сидоренко Михайло Володимирович. Конструктивні способи підвищення несучої здатності вузлів з'єднання головних і кінцевих балок мостових кранів : Дис... канд. наук: 05.05.05 - 2008.
Анотація до роботи:
Сидоренко М.В. Конструктивні способи підвищення несучої здатності вузлів з'єднання головних і кінцевих балок мостових кранів. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.05 – "Піднімально-транспортні машини".
Одеський національний політехнічний університет, Одеса, 2008 р.
Дисертацію присвячено вирішенню актуальної науково-технічної задачі підвищення несучої здатності вузлів з'єднання головних і кінцевих балок мостових кранів.
Створено модель імовірності пошкоджень вузлів з'єднання головних і кінцевих балок. Встановлено закономірності впливу їхніх конструктивних параметрів на опір втомленості й руйнуванню при наявності тріщин, на підставі яких розроблено конструктивні способи підвищення несучої здатності вузлів.
Запропоновано модель акустико-емісійної міри об'ємної пошкодженості при кінетичному індентуванні. Встановлено закономірності зміни амплітуди акустичної емісії від навантаження при зростанні тріщини. На основі цього експериментально визначені певні значення акустико-емісійних констант для матеріалів кранових металоконструкцій і розроблені методики визначення залишкової довговічності вузлів під час зародження й розвитку тріщин.
Науково обґрунтовано й вирішено важливу прикладну науково-технічну задачу підвищення несучої здатності вузлів з'єднання головних і кінцевих балок мостових кранів. На основі системного дослідження встановлено закономірності впливу їхніх конструктивних параметрів на опір втомленості й тріщиностійкість, а також розроблено методики їхнього діагностування на етапах зародження й розвитку тріщин.
Створено установку для акустико-емісійного контролю при кінетичному індентуванні. Удосконалено експериментальну установку для випробувань на втомленість й доопрацьована для випробувань на тріщиностійкість і моделювання статичних і динамічних випробувань із одночасною реєстрацією параметрів акустичної емісії, що дозволило створити методичну базу для дослідження різних варіантів АЕ-контролю вузлів з'єднання головних і кінцевих балок.
Розроблено теоретичну й емпіричну моделі напружено-деформованого стану вузлів з'єднання головних і кінцевих балок мостових кранів, які дозволили оцінити вплив параметрів конструкцій на їх напружений стан при дії вертикального й поперечного навантажень. Для стикової конструкції встановлено, що найбільш впливає наявність у зоні дії максимальних напружень напускного зварного шва. Для поверхової конструкції встановлено, що збільшення товщини стінки не достатньо для забезпечення її несучої здатності за опором багатоцикловій втомленості.
Запропоновано та теоретично обґрунтовано конструктивні способи підвищення несучої здатності вузлів з'єднання головних і кінцевих балок, застосування яких забезпечить підвищення запасу міцності вузлів за опором багатоцикловій втомленості поверхової конструкції в 3,2 раза, стикової конструкцій в 3,3 раза.
Розроблено теоретичну модель, що в комплексі з отриманими емпіричними закономірностями акустико-емісійної міри об'ємного пошкодження при кінетичному індентуванні дозволяє за сумою амплітуд сигналів АЕ на стадії деформаційного зміцнення визначити ступінь пошкодження при циклічному навантаженні. Встановлено, що на стадії деформаційного зміцнення при індентуванні залежності об'ємної пошкодженості від справжньої деформації для досліджуваних сталей добре апроксимуються лінійними функціями. Визначено акустико-емісійні константи для сталей 09Г2С та Ст3, які характеризують початковий і граничний стан матеріалів і не залежать від параметрів циклічного навантаження.
Вперше на підставі експериментальних досліджень стану мостових кранів, що відпрацювали нормативний ресурс, встановлені емпіричні закономірності впливу вантажопідйомності, інтенсивності та строку їх експлуатації на ймовірність пошкодження вузлів з'єднання. Встановлені закономірності відображають ступінь відповідності конструктивного виконання умовам експлуатації та застосовуються для первісної оцінки потенційної небезпеки при експлуатації парку мостових кранів.
Встановлено емпіричні закономірності впливу довжини тріщини при дії вертикального й поперечного навантажень на коефіцієнт інтенсивності напружень і напружений стан конструкції, що дозволило прогнозувати розвиток тріщин виявлених методами неруйнівного контролю.
Встановлено емпіричні закономірності впливу навантаження на суму амплітуд сигналів акустичної емісії з урахуванням умов навантаження мостових кранів. Для досліджуваних матеріалів установлено, що до старту тріщини сума амплітуд задовільно апроксимується параболою. Для сталі 09Г2С визначено критичне значення суми амплітуд сигналів АЕ, що відповідає старту тріщини. Це дозволяє визначати параметри тріщин при перевантаженні конструкції.
Розроблено методику оцінки залишкової довговічності вузлів у процесі експлуатації як на етапі зародження тріщини за сигналами АЕ, що виникають при кінетичному індентуванні, так і на етапі розвитку тріщини за сигналами АЕ, що виникають при динамічних випробуваннях. Методика дозволяє виявляти дефекти, що розвиваються, значно раніше досягнення ними критичних розмірів, прогнозувати їхній розвиток, що дасть змогу підвищити безпеку експлуатації мостових кранів.
Способи підвищення несучої здатності впроваджено на ВАТ ЗМК "Запоріжсталь" і ВАТ "Запорізький завод феросплавів".
Впровадження результатів роботи у виробництво дозволило одержати річний економічний ефект 92,521 тис. грн. з розрахунку на один кран вантажопідйомністю 30/5 тонн.
Публікації автора:
Руднев А.М. Ремонт и усиление мостовых кранов изготовленных Харьковским заводом ПТО / А.М. Руднев, Б.Н. Кутепов, М.В. Сидоренко, А.В. Сидоренко // Нові матеріали і технології в металлургії та машинобудуванні. – 1999. – №2. – С. 148-150.
Автором зроблений аналіз причин руйнування вузла й існуючих способів його ремонту, запропоновано комплексне підсилення.
Сидоренко М.В. Подход к составлению распределений повреждений металлоконструкций грузоподъемных кранов / М.В. Сидоренко, А.М. Руднев, Б.Н. Кутепов // Вісник Східноукраїнського державного університету. – 2000. – № 6(28). – С. 101-107.
Автор брав участь в обстеженні 70% кранів, обробив результати, зробив висновки.
Руднев А.М. Напряженно-деформированное состояние узла соединения главных и концевых балок стыковой конструкции мостовых кранов / А.М. Руднев, М.В. Сидоренко, Б.Н. Кутепов // Подъемно-транспортная техника. – 2007. – №1. – С. 71-76.
Автор розробив теоретичну модель напруженого стану вузла, розрахував коефіцієнти інтенсивності напружень, визначив коригувальні коефіцієнти, експериментально визначив напруження.
Руднев А.М. Напряженно-деформированное состояние узла соединения главных и концевых балок этажной конструкции мостовых кранов / А.М. Руднев, М.В. Сидоренко, Б.Н. Кутепов // Подъемно-транспортная техника. – 2007. – №2. – С. 30-34.
Автор розробив емпіричну модель напруженого стану вузла, розрахував коефіцієнти інтенсивності напружень, визначив коригувальні коефіцієнти.
Сидоренко М.В. Акустико-эмиссионный контроль узлов соединения главных и концевых балок мостовых кранов / М.В. Сидоренко, А.М. Руднев // Нові матеріали і технології в металлургії та машинобудуванні. – 2007. – №2.- С. 40-45.
Автор створив установку для кінетичного індентування, доопрацював установку РС-1 для випробувань на тріщиностійкість, розробив і перевірив модель акустико-емісійної міри об'ємної пошкодженості при кінетичному індентуванні, визначив АЕ-константи, розробив методики оцінки залишкової довговічності.
Автор розробив емпіричну модель імовірності пошкодження вузлів з'єднання.
Руднев А.М. Ремонт узлов соединения главных и концевых балок стыковой конструкции / А.М. Руднев, М.В. Сидоренко // Подъемные сооружения. Специальная техника. – 2002. – №8. – С.15
Автор проаналізував наявні і запропонував новий спосіб підвищення несучої здатності вузлів з'єднання.
Сочава А.И. Установка осевого циклического нагружения. / А.И. Сочава, А.М. Руднев, М.В. Сидоренко // Тез. докл. Второй международной научно-технической конференции "Новые технологии, методы обработки и упрочнения деталей энергетических установок" / Отв. ред. В.К. Яценко. – Запорожье, 2002. – С. 35-37.
Автор розробив систему реєстрації й обробки параметрів навантаження й акустичної емісії, доопрацював установку для випробувань на втомленість з реєстрацією АЕ.
