Проведено теоретичні й експериментальні дослідження напружено-деформованого стану (НДС) та стійкості тонких поперечно гофрованих стінок згинальних елементів двотаврового перерізу за дії статичного навантаження. На підставі одержаних результатів уточнено методику розрахунку міцності та стійкості поперечно гофрованих стінок балок з різними формами та параметрами гофрів за статичного навантаження у пружній і пружно-пластичній стадіях роботи матеріалу. Визначено залежності параметрів гофрування на стійкість поперечно гофрованих стінок зварних двотаврових балок. Встановлено вплив початкових недосконалостей на НДС і стійкість поперечно гофрованих стінок балок. Наведено рекомендації щодо обмеження відхилень від заданої геометрії поперечно гофрованих стінок у процесі виготовлення.

  Скачати повний текст

За результатами математичного моделювання визначено раціональну конструктивну схему та геометричну форму опорної платформи безфундаментної башти-атракціону як конструкцію на флюгерах і жорсткому осерді. Виведено трансцендентне рівняння, що дозволяє визначити раціональний кут нахилу прямолінійних флюгерів опорної платформи башти-атракціону з використанням критерію мінімального діючого у небезпечних перерізах моменту. Одержано наближену математичну модель технологічного нелінійного навантаження, що діє на стовбур башти, яка дає змогу оцінити зусилля, що виникають у елементах башти внаслідок дії цього технологічного динамічного впливу. Розроблено нову оригінальну конструкцію вузлового з'єднання на втулці та запірному штифті. На базі теорії опори пружних матеріалів виведено геометричне співвідношення між елементами запропонованого з'єднання для раціонального конструювання.

  Скачати повний текст

Здійснено аналітичний розв'язок стосовно визначення напружено-деформованого стану (НДС) тришарових складених стрижнів, що працюють за режимів розтягу - стиску та згину з урахуванням впливу податливості зв'язків у поздовжньому напрямку. Одержано числові розв'язки з метою визначення напружено-дефомованого стану дво- і тришарових складених стрижнів, які працюють за даних режимів, що враховують випадки перемінності жорсткісних характеристик окремих шарів таких стрижнів за їх довжиною. Досліджено фактори, що впливають на результати числових розрахунків за умов їх реалізації на ПЕОМ. Експериметально з'ясовано значення коефіцієнтів жорсткості флангових зварних швів за їх зсуву у поздовжньому напрямку залежно від величин їх катетів. З урахуванням податливості швів одержано розв'язки стосовно НДС, зокрема, стику розтягнутого елементу; підсилення бази центрально-стиснутої суцільної колони; бази центрально-стиснутої наскрізної колони; розтягнутого елементу, підсиленого накладками за випадків, коли флангові шви є суцільні, перервні, а також ослабленого отвором; зварної балки двотаврового поперечного перерізу.

  Скачати повний текст

Запропоновано теоретичний метод визначення залишкового стану, що виникає у двотаврових колонах під час виготовлення з застосуванням зварювання. Розроблено метод оцінки впливу залишкових напружень на стійкість двотаврових колон. Наведено методику та результати експериментальних досліджень щодо визначення параметрів залишкового стану, що виникає під час виготовлення та оцінено його вплив на стійкість двотаврових колон. Надано пропозиції щодо технології виготовлення колон з таким залишковим станом, що позитивно впливає на їх роботу.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена розробці методики оцінки напружено-деформованого стану сталевих двотаврових стержнів, на всіх стадіях навантаження, в тому числі, в закритичній області. Оцінка проводиться з урахуванням полів початкових напружень, які є в перерізах. Деформування стержнів розглядається в площині найменшої жорсткості. З використанням математичного експерименту визначена область раціонального використання розроблених методик розрахунку і наведені пропозиції щодо спрощеного розрахунку з урахуванням рекомендованих Нормами методик з поправкою на вплив полів початкових напружень різних видів.

  Скачати повний текст

Запропоновано спосіб варіації мас, що дозволяє здійснювати уточнення параметрів динамічної моделі ітераційного методу експериментальним шляхои за натурних умов. Удоконалено математичну модель вібраційного методу на базі способу варіації мас. Розроблено кінематичну схему та конструкцію спеціалізованого випробувального стенда на підставі повномасштабної моделі фрагмента форми, що дозволяє здійснювати вібраційні випробування за умов зміни множини параметрів розрахункової динамічної моделі вібраційного методу. Наведено експериментальні дані застосування вібраційного методу для визначення зусиль у стрижнях елементів фермових конструкцій за лабораторних і натурних умов. З'ясовано теоретичні передумови методики застосування вібраційного методу з використанням способу варіації мас у процесі технічної діагностики фермових конструкцій.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано рішення проблеми визначення залишкового напружено-деформованого стану, що виникає після виготовлення конструкцій, та його впливу на несучу здатність і деформативність сталевих колон і балок. Розроблено методи розрахунку залишкового стану та його впливу на несучу здатність і деформативність конструкцій. За допомогою запропонованих методів визначено область раціонального застосування. Розроблено методики та проведено експериментальні дослідження стискуваних і згинних елементів різної форми перерізу, що дозволили перевірити основні положення методів розрахунку. Запропоновано методологію проектування та виготовлення конструкцій з регульованим залишковим напруженим станом для підвищення стійкості стискуваних елементів на етапах їх проектування та експлуатації.

  Скачати повний текст

З використанням методів технічної діагностики визначено параметри вітрових дій на металеві гратчасті башти вітроенергетичних установок. Встановлено статистичні закономірності поривчастої вітрової течії. Розроблено методику визначення кількості тривалості та максимальних значень поривів вітру, встановлено статичний закон їх розподілу. Експериментально визначено спектральні й амплітудно-частотні характеристики башт як складової частини вітроенергетичних установок (ВЕУ) за умов їх експлуатації. Встановлено критерії оцінки кількості циклів навантаження металевих гратчастих башт ВЕУ у поривчастому вітровому потоці, а також оптимальні критерії для проектування башт збільшеної висотності (до 36 м).

  Скачати повний текст

З застосуванням методу кінцевих елементів (МКЕ) проведено теоретичні й експериментальні дослідження напружено-деформованого стану (НДС) і концентрації напружень у К-, Т-, V-, ТК-подібних зварних вузлах з поясом з широкополих двотаврів (ШПД) і решіткою з гнутозварних замкнених профілів (ГСП) з деталями посилення та без них. Виведено параметричні залежності теоретичного коефіцієнта концентрації напружень від геометричних параметрів профілів, що становлять вузли. Виведено параметричні залежності поправочних коефіцієнтів концентрації напружень від впливу кутів нахилу решітки до поясу та вузлових ексцентриситетів з площини вузлів. Проведено дослідження НДС і концентрації напружень К-, Т-подібних натурних вузлів. Визначено експериментальні та поправочні коефіцієнти концентрації напружень. Розроблено методику визначення коефіцієнтів НДС і концентрації напружень для К-, Т-, V-, ТК-подібних зварних вузлів з поясом з ШПД і решіткою з ГСП.

  Скачати повний текст

Розроблено числову методику розрахунку несучої здатності розтягнуто-зігнутих сталевих елементів (РЗСЕ) з урахуванням геометричної, фізичної та конструктивної нелінійності, яка дозволяє точно врахувати фактичну діаграму роботи матеріалу. Одержано та проаналізовано напружено-деформований стан даних елементів за значного розвитку пластичних деформацій, зокрема під час переходу до пластичної стадії роботи та стадії зміцнення матеріалу. Здійснено експериментальне дослідження пластичної роботи РЗСЕ. Установлено та праналізовано залежності між внутрішніми силовими факторами у перерізі РЗСЕ, які відображають всі можливі стани роботи елементу від пружної стадії до межі міцності. Одержано апроксимуючі залежності їх зв'язку для даних перерізів та матеріалів.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Виконано системний аналіз експериментальних даних параметрів атмосферної турбулентності: коефіцієнту інтенсивності турбулентості, інтегрального масштабу турбулентності, коефіцієнту спадання експоненти. Розроблено імовірнісні моделі вітрового навантаження у статичній, квазістатичній та динамічній постановці. Розроблено методику оцінки надійності стиснуто-розтягнутих стержнів сталевих гранчастих башт з урахуванням просторово-часової мінливості швидкості вітру та випадкового характеру несучої здатності елементів башт. Проаналізовано рівень надійності сталевих башт різної висоти та різної конструктивної форми решітки з урахуванням можливих орографічних умов місцевості. Розроблено детермінований метод динамічного розрахунку баштових опор з урахуванням залежності спектра пульсацій швидкості вітру від висоти та використання логарифмічного вертикального профілю вітрового потоку. Створено імовірнісну методику динамічного розрахунку сталевих гранчастих башт з урахуванням їх інерційних та жорсткісних характеристик. Надано рекомендації з нормування коефіцієнта висоти споруди і фактора пориву.

  Скачати повний текст

Одержано уточнені крайові умови для розв'язування задач згину балок, затиснених на опорах. Для цього побудовано модель деформування частини балки, зануреної у піддатливе середовище, що дало можливість більш достовірно описати функцію прогинів елементів, що згинаються. Подано незалежні розв'язки поставленної задачі залежно від різних властивостей середовища - для випадку лінійного однорідного та нелінійного або неоднорідного середовища затиснення. На базі відомих розв'язків теорії пружності подано методику визначення коефіцієнта постелі залежно від властивостей матеріалу середовища та геометрії зануреної частини балки. Досліджено вплив на крайові умови конструктивних параметрів опорних вузлів балок і проведено порівняння з результатами за методом скінченних елементів шляхом застосування розробленої методики та числових методів теорії пружності. Експериментально встановлено достовірність розробленої методики.

  Скачати повний текст

Досліджено напружено-деформований стан (НДС) зварних вузлів сталевих рам і розроблено підходи до оцінювання їх надійності. Наведено алгоритм, що реалізує метод межових інтегральних рівнянь для знаходження НДС вузлів сталевих конструкцій, визначено умови його застосовності. Запропоновано програмний пакет, що дозволяє будувати числові моделі рамних вузлів і визначати параметри їх НДС. Сформульовано підходи до створення математичних моделей рамних вузлів. Побудовано моделі вузлів різних типів і проведено числовий аналіз їх НДС. Здійснено експериментальні дослідження НДС зварних рамних вузлів з різною конструктивною схемою. Проаналізовано вплив конструктивних особливостей вузлів на їх міцність. Виявлено характери можливого руйнування вузлів. Проведено порівняння одержаних експериментальних даних з результатами числового моделювання вузлів. Розроблено методику оцінювання надійності вузлів сталевих конструкцій, що дозволяє враховувати у розрахунках надійність НДС і кореляційні залежності між функціями резерву несучої здатності елементів вузла. Одержано та порівняно оцінки надійності рамних сталевих вузлів, грунтуючись на різних підходах.

  Скачати повний текст

Розроблено нові математичні моделі, які описують процес корозійного руйнування в балках під час сумісної дії згину та розтягу (стиску) та грунтуються на апроксимації змінної форми поперечного перерізу дробово-лінійною та параболічною функцією. Наведено алгоритми реалізації даних математичних моделей та програмне забезпечення для розрахунку довговічності та оптимального проектування стрижнів, які взаємодіють з агресивним середовищем. На базі одержаних математичних моделей запропоновано новий балочний скінченний елемент з наведеною змінною жорсткістю та алгоритм розрахунку довговічності з його використанням. Розглянуто новий балочний скінченний елемент з початковою змінною жорсткістю для розв'язку задач оптимального проектування статично невизначуваних конструкцій. Доведено перевагу використання даних балочних скінченних елементів змінної жорсткості в порівнянні зі стандартним методом скінченних елементів. Запропоновано новий, у порівнянні з відомими, метод пошуку оптимального проекту стрижневих систем, які взаємодіють з агресивним середовищем. На базі розв'язків задач оптимального проектування стрижневих систем, які експлуатуються в агресивному середовищі, показано перевагу даного методу оптимізації в порівнянні з іншими відомими методами, адаптованими до розв'язку таких задач.

  Скачати повний текст

Визначено аналітичні залежності геометричних характеристик прокатних елементів від розмірів їх поперечних перерізів, за якими здійснюється градація профілів у сортаментній таблиці. Розроблено алгоритм пошуку конструктивної форми перехресних металевих систем з оптимізацією їх геометричних і фізичних параметрів відповідно до вимог будівельних норм з урахуванням специфіки конструкції та конкретних умов проектування. Удосконалено методику вибору раціональної кількості зайвих в'язей для введення початкових зусиль у багато раз статично невизначувані перехресні системи ферм і балок, що поєднує оптимальне та варіантне проектування. Виявлено закономірності формоутворення оптимальних проектних рішень даних металевих конструкцій залежно від умов проектування та параметрів навантаження.

  Скачати повний текст

Розроблено методику оптимального проектування поперечних рам каркаса з оптимізацією їх геометричних і фізичних параметрів відповідно до вимог будівельних норм з урахуванням умов забезпечення стійкості елементів змінної жорсткості. Виявлено закономірності зміни геометричної схеми оптимальних проектних рішень поперечних рам з елементами змінної жорсткості залежно від умов проектування. Розроблено методику дискретизації оптимальних проектних рішень поперечних рам з елементами змінної жорсткості, одержаних у неперервному просторі змінних проектування, відповідно до сортаментів металопрокату.

  Скачати повний текст

Запропоновано методику розрахунку необхідної кількості теплової енергії для створення в елементах оптимального щодо підвищення стійкості розподілу залишкових напружень за мінімальних залишкових прогинів. Створено методику розрахунку залишкового напруженого стану та його впливу на стійкість стиснених елементів з куткових профілів. Наведено методику та експериментальні дані щодо визначення розподілу залишкових напружень після виконання локальних термічних впливів (в тому числі і на частині довжини), можливості регулювання залишкового стану та його впливу на стійкість стиснених елементів. Розроблено пропозиції щодо виготовлення ефективних за витратами матеріалів конструкцій зі звальцьованих кутків, орієнтовані на існуючі технології заводів металевих конструкцій.

  Скачати повний текст

Узагальнено та розвинуто теорію розрахунку та конструювання раціональних сталевих рамних каркасів малоенергоємних будівель. Розроблено математичну основу та створено комплекс нових методик розрахунку щодо їх стійкості та міцності. Запропоновано нові теоретичні положення визначення раціональних геометричних розмірів несучих сталевих рам з двотаврів зі змінною жорсткістю. Розроблено нові конструктивні рішення рамних сталевих каркасів малоенергоємних будівель з двотаврів змінного перерізу, а також спосіб виготовлення ефективних за витратами сталі сталевих розвинутих двотаврів змінного перерізу та відповідні конструктивні елементи рам. Обгрунтовано нові теоретичні положення проектування малоенергоємних будівель з металевим каркасом. Розроблено критерій визначення раціональних розмірів сталевих рам малоенергоємних будівель. Визначено вплив змінності перерізу елементів рам на їх раціональну висоту у аспекті мінімізації витрат сталі та запропоновано відповідну методику. Установлено закономірність впливу змінності висоти перерізу двотаврових елементів рам на розподіл дотичних напружень за висотою перерізу. Розроблено методику визначення дотичних напружень у стінці двотавра зі змінною висотою перерізу за дії згинальних моментів і поздовжніх сил. Розв'язано задачу впливу міцності висоти перерізу двотаврів на втрату стійкості плоскі форми згину пружних сталевих ригелів рам. Визначено вплив змінності висоти перерізу стояків рам на втрату стійкості за згинально-крутильною формою. Наведено методику розрахунку стиснуто-зігнутих пружних стояків з двотаврів зі змінною висотою стінки з урахуванням площини дії згинального моменту. Визначено закономірності впливу узагальнених розмірів раціональних рам з двотаврів змінного перерізу (кута нахилу стояка та форми ригеля, зламу ригеля, ступеня змінності перерізу) на їх стійкість.

  Скачати повний текст

Розроблено конструкцію трансформованого тонколистового складчастого склепіння з криволінійними складками. На модельних і натурних дослідженнях встановлено характер дійсної роботи трансформованого тонколистового склепіння з криволінійними складками за умов дії навантажень, розподілених на поверхні складок і зосереджених у вузлах нижніх поясів. Наведено методику розрахунків напружено-деформованого стану конструкції трансформованого тонколистового складчастого склепіння з криволінійними складками.

  Скачати повний текст