Приложение В (справочное). Динамические коэффициенты в расчетах устойчивости и напряжений в металлоконструкции

Приложение В
(справочное)

Динамические коэффициенты в расчетах устойчивости и напряжений в металлоконструкции

В.1 Расчеты устойчивости

При расчетах устойчивости были учтены методы ее определения, используемые в существующих стандартах, например:

- умножение номинальной нагрузки на коэффициент. В конечном итоге этот способ является недостаточным, особенно для больших машин, имеющих большую массу элементов металлоконструкции;

- умножение на различные коэффициенты номинальной нагрузки, масс элементов металлоконструкции и других сил, действующих вертикально. Эти коэффициенты не являются постоянными в действующих стандартах и не подтверждены экспериментально или расчетным путем;

- остаточная нагрузка (т.е. процентное отношение общей массы МПРП, действующей на опорное основание на стороне, противоположной той, где находится нагрузка) при перемещении номинальной нагрузки в рабочей платформе. Это является несущественным для машин с переменной шириной стабилизаторов и с несколькими линиями опрокидывания на разном расстоянии от центра вращения.

Следовательно, использованный метод должен учитывать не только массы элементов металлоконструкции, номинальную нагрузку, силы, возникающие из-за воздействия ветра, силы, возникающие при воздействии вручную и т.д., но и при необходимости их динамические влияния, выраженные в виде процентного отношения, действующие в направлении движения. Данный метод проведения расчетов должен быть проверен типовым испытанием статической устойчивости с целью подтверждения рассчитанного опрокидывающего момента.

В отечественной практике, при пользовании данным стандартом, целесообразным является применение метода расчета, рекомендованного Российской некоммерческой организацией "Ассоциация промышленников подъемников с рабочими платформами" [19].

Тем не менее, все еще остается открытым вопрос о количественном значении процентного отношения, используемого для определения динамического влияния, и было достигнуто соглашение, что этот коэффициент должен быть определен экспериментально. Выбранный метод заключается в измерении напряжений (тензометрированием) в стабилизаторах при работе поворотной части, когда на рабочую платформу действует номинальная нагрузка, которая определяет устойчивость.

Принимая статические напряжения за единицу, колебания напряжений, возникающие при переключении органов управления в направление, соответствующее обратному движению, для снижения возможных интенсивных вибраций, меняются в пределах от минимального значения 0,9 до максимального - 1,2 по кривой, сходной с синусоидой. Считается, что динамические силы, приводящие к такому результату, могут быть определены статическим испытанием и вычислены по среднему значению (математическому ожиданию). Ранее полученное среднее значение 1,05 округлено до 1,10, чтобы тем самым предоставить достаточный запас прочности и чтобы различные предприятия-изготовители проводили сравнение получающихся в результате расчетов испытательных нагрузок с испытательными нагрузками в своих существующих методах испытаний.

В сравнении с методами испытаний (которые в значительной мере различаются между собой) метод тензометрирования показывает более низкие испытательные нагрузки для некоторых машин (ниже 10 м), сходные цифры для машин среднего размера (до 20 м) и значительно более высокие цифры для самых больших машин (до 70 м) из-за более высокого расположения центров тяжести.

Значение 1,10 (1,0 в вертикальном положении плюс 0,10 от нагрузок, действующих под углом) было принято как обеспечивающее проведение более надежного испытания всего диапазона типов и размеров машин, чем предыдущие методы. При этом значении возможно применение нагрузок для типового испытания, превышающих номинальную нагрузку от 1,5 до 8 раз, учитывая максимально возможную комбинацию нагрузок, сил и рабочих условий. Увеличение значения с 1,05 до 1,10 считается достаточным для обеспечения дополнительного запаса прочности, если учитывать малую вероятность одновременного возникновения всех наихудших условий.

Вибрации, возникающие при проведении испытаний, были значительно сильнее вибраций, возникающих при однообразной случайной неправильной эксплуатации при нормальных рабочих скоростях, указывая на то, что полученные результаты имеют отношение в большей степени к поглощению энергии при упругой деформации и частоте собственных колебаний металлоконструкции, чем к рабочим скоростям.

В.2 Расчеты металлоконструкции

Для любого условия эксплуатации колебания напряжений на верхнем конце поворотной части будут значительно больше, что требует и применения различных коэффициентов динамического влияния. Опыт в известных условиях эксплуатации является наиболее ценной и надежной основой проектирования [31], но изготовителям рекомендуется проводить сходные испытания с выполнением тензометрических измерений для проверки того, что пиковые напряжения находятся в пределах максимально допустимого напряжения для деталей определенной конструкции. Поскольку они имеют весьма кратковременный характер, их обычно не следует учитывать при проведении усталостных расчетов.