NAPS-ZR - KKiEM AGH

Transkrypt

NAPS-ZR - KKiEM AGH
autorzy:
dystrybucja:
mgr inż.T.Kubiak
prof.T.Niezgodziński
dr inż.A.Młotkowski
dr inż.Z.Rudnicki
Huta
im. Tadeusza
Sendzimira S.A.
w Krakowie
tel.:(012) 644-6917
Komputerowy program
NAPS-ZR
Program obliczania naprężeń i stateczności
skrzynkowych dźwigarów suwnic pomostowych
po kompensacji ugięcia trwałego
metodą spawania nakładek
WERSJA 1.05h
INSTRUKCJA OBSŁUGI
Program współfinansowany ze środków Komitetu Badań Naukowych w ramach
Projektu Celowego nr 7T07C.015 95C/2716,
którego wykonawcą była Huta im.Tadeusza Sendzimira S.A.
a realizatorem Akademia Górniczo Hutnicza im. Stanisława Staszica
1. Charakterystyka ogólna
1.1 Przeznaczenie programu
Program NAPS-ZR przeznaczony jest dla analizy i oszacowania możliwych skutków
rozważanej lub planowanej regeneracji skrzynkowych dźwigarów suwnic pomostowych z
zastosowaniem kompensacji trwałego ugięcia metodą spawania nakładek z blachy. Program
wyznacza naprężenia, odkształcenia i stateczność dźwigara skrzynkowego suwnicy pomostowej
jakie wystąpią po wykonaniu operacji sprężania (spawania nakładek). Pozwala on zbadać skutki
zastosowania różnych wariantów nakładek i wybrać optymalny wariant.
Program NAPS-ZR może być dostarczony w komplecie z programem obliczeń statycznowytrzymałościowych BGR-OS i wówczas może wykorzystywać fragment wyników obliczeń tego
programu – wyprowadzonych automatycznie do pliku trans.txt.
W przypadku samodzielnego działania (bez BGR-OS) wymagane jest jednak istnienie pliku
trans.txt a dane zawarte w nim mogą być potraktowane jak dane przykładowe. Wartości danych w
pliku trans.txt można modyfikować.
1.2 Instalowanie i uruchamianie programu
Instalowanie i uruchamianie programu w systemach Windows 95, 98, Me, 2000, XP - opisano w:
„Informacje o pakiecie programów BGR-OS + NAPS-ZR”
2. Obsługa i przegląd ekranów programu
Ponieważ program NAPS-ZR może automatycznie wykorzystywać niektóre wyniki
programu BGR-OS więc wskazane jest najpierw wykonanie obliczeń odpowiedniej suwnicy
programem BGR-OS. Program NAPS-ZR może być także używany samodzielnie.
Po uruchomieniu pojawia się plansza tytułowa:
Autorzy:
mgr inż.T.Kubiak, prof.T.Niezgodziński, dr inż.A.Młotkowski, dr
inż.Z.Rudnicki
+----------------------+
¦ PROGRAM NAPS-ZR 1.05h¦
+----------------------+
KOMPENSACJA UGIĘCIA TRWAŁEGO SKRZYNKOWYCH DŹWIGARÓW SUWNIC POMOSTOWYCH
METODĄ SPAWANIA NAKŁADEK
Program ten wczytuje (z pliku TRANS.TXT lub klawiatury):
- dane geometryczne i materiałowe suwnicy,
- wartości naprężeń i odkształceń od ciężaru własnego i siły udźwigu
a następnie - po wprowadzeniu składowych ugięcia trwałego oraz parametrów
proponowanych nakładek i spawów - pozwala wyznaczać naprężenia,
odkształcenia
i stateczność dźwigara po wykonaniu sprężania (spawania nakładek).
Wyniki obliczeń są wyświetlane na ekranie oraz zapisywane do pliku
WYNIK2.HTM
Dalej -> ENTER
Równocześnie z otwarciem programu otwiera się (w przeglądarce stron www) w osobnym oknie
dokument NAPS_RYS.HTM z rysunkiem (1) objaśniającym oznaczenia wymiarów przekroju
dźwigara oraz rysunkiem (2) przedstawiającym wszystkie możliwe do zastosowania spawane
nakładki z blachy, mające na celu kompensację trwałych ugięć dźwigara suwnicy:
Kolejny ekran prezentuje dane wczytane z pliku trans.txt. Plik ten jest zazwyczaj generowany
przez program BGR-OS ale może być także traktowany jak plik danych przykładowych.
Każdą z danych pokazanych na poniższym ekranie można zmienić wpisując na jej miejsce inną
wartość:
Podobnie przebiega wprowadzanie wszelkich pozostałych danych. Kolejne 2 ekrany
wprowadzania danych przedstawiono poniżej:
KOMPENSACJA UGIĘCIA TRWAŁEGO DŹWIGARA SKRZYNKOWEGO SUWNICY POMOSTOWEJ
Współczynniki korekcyjne:
- dla nakładki spodniej........ W3 = 0.45
- dla bocznych dolnych......... W12= 0.45
- dla bocznej środkowej........ W4 = 0.45
Podaj DANE:
Strzałka UGIĘCIA TRWAŁEGO dźwigara suwnicy:
- w płaszczyźnie pionowej . . . . . . fyt[mm]=
- w płaszczyźnie poziomej . . . . . . fxt[mm]=
Granica Plastyczności . . . . . . . . . . RE [MPa]=
Największa odległość między przeponami . . . . . EE=
Wytrzymałość obliczeniowa wg PN - 80/B-03200 . . R0=
Wytrzymałość obliczeniowa wg PN - 90/B-03200 . . fd=
30
20
300
500
215
215
Na nastepnym ekranie można dokonywać wielu prób doboru odpowiedniego wariantu nakładek
tak aby uzyskać odpowiedni efekt kompensacji:
Kolejny ekran pozwala wybierać ekrany prezentujące poszczególne grupy wyników:
WYNIKI OBLICZEŃ:
================= Suwnica 361-
==================
_____
1. Od
2. Od
3. Od
4. Od
A. NAPRĘŻENIA, UGIĘCIA i STATECZNOŚĆ TYLKO OD SPAWANYCH NAKŁADEK:
nakładki SPODNIEJ . . . . . . . . . . - N3
nakładek BOCZNYCH DOLNYCH . . . . . . - N2
nakładek BOCZNYCH DOLNYCH i SPODNIEJ - N2 i N3
nakładki BOCZNEJ ŚRODKOWEJ . . . . . - N4
_____
5. Od
6. Od
7. Od
B. SUMARYCZNE NAPRĘŻENIA od
nakładki SPODNIEJ . . . . .
nakładek BOCZNYCH DOLNYCH .
nakładek BOCZNYCH DOLNYCH i
8______
SPAWANYCH
. . . . .
. . . . .
SPODNIEJ
NAKŁADEK i OBCIĄŻEŃ
- N3
- N2
- N2 i N3
SUMARYCZNE UGIĘCIA od SPAWANYCH NAKŁADEK i OBCIĄŻEŃ
9.Koniec lub powrót do obliczeń
Wcisnij numer 1..9
NAPS-ZR
4
WYNIKI:
------------------------------------------------------------1. Naprężenia, ugięcia i stateczność dla nakładki SPODNIEJ N3:
Strefa wpływu ciepła - strefa uplastycznienia: PSA3=3100.8 mm2
Siła sprężająca: S3=837208 N
Położenie środka ciężkosci przekroju z uwzgl.stref plastycznych
- położenie osi obojętnej ZC3:
YC3 = 131 mm
Moment sprężajacy: M3 = 831316300 Nmm
Naprężenia w dolnej części środnika . . . . . Sig1 = 88.6 MPa
Naprężenia w odległości YW . . . . . . . . . SigW = 3.6 MPa
Naprężenia w górnej części środnika . . . . . Sig2 = -22.5 MPa
-->UWAGA ! : Wartość dodatnia naprężeń oznacza sciskanie
Ugięcie dźwigara pochodzące od siły spężającej . fv3 = 40.81 mm
_______OBLICZENIA STATECZNOŚCI środnika wg. PN - 80/B-03200 :
wymiary tarczy podlegajacej wyboczeniu:
- wysokość=1300.0 mm, dlugosc=500.0 mm
naprężenie na dole: 88.6 MPa, na górze: 3.6 MPa
Naprężenia zastepcze SigZ =211.2 MPa < R0 =215.0 MPa
Powyższe wartości spełniają warunki polskiej normy PN-80/B-03200
_______Obliczenia stateczności środnika wg. PN - 90/B-03200 :
_______Obliczenia naprężen krytycznych dla środnika :
Współczynnik stateczności k = 16.704
Naprężenia krytyczne SigKr = 90.2 MPa > Sig1 = 88.6 MPa
SPELNIONO WARUNEK STATECZNOŚCI
wcisnij ENTER
2.Naprężenia, ugięcia i stateczność dla nakładek BOCZNYCH DOLNYCH N2:
--------------------------------------------------------------------Strefa wpływu ciepła - strefa uplastycznienia
PSA1 = 3100.8 mm2, PSA2 = 3100.8 mm2
Siła sprężająca: S1=837208 N, S2 = 837208 N
Położenie środka ciężkosci przekroju z uwzgl.stref plastycznych
- położenie osi obojętnej ZC2:
YC2 = 287 mm
Moment sprężajacy: M12 = 1820109974 Nmm
Naprężenia w dolnej części środnika Sig1 = 313.7 MPa
Naprężenia w odległości YW
SigW = 21.1 MPa
Naprężenia w górnej części środnika Sig2 = -69.0 MPa
-->UWAGA ! : Wartość dodatnia naprężeń oznacza sciskanie
Ugięcie dźwigara pochodzące od siły spężającej fv2 = 140.54 mm
_______OBLICZENIA STATECZNOŚCI środnika wg. PN - 80/B-03200 :
wymiary tarczy podlegajacej wyboczeniu:
- wysokość=1070.8 mm, dlugosc=500.0 mm
naprężenie na dole: 262.1 MPa, na górze: 21.1 MPa
Naprężenia zastepcze SigZ =586.5 MPa > R0 =215.0 MPa
Powyższe wartości nie spełniają warunków polskiej normy PN-80/B-03200
_______Obliczenia stateczności środnika wg. PN - 90/B-03200 :
_______Obliczenia naprężen krytycznych dla środnika :
Współczynnik stateczności k = 12.307
Naprężenia krytyczne SigKr =97.9 MPa < Sig1 =313.7 MPa
NIE SPELNIONO WARUNKU STATECZNOŚCI
wcisnij ENTER
WYNIKI:
--------------------------------------------------------3.Ugięcia dla nakładek BOCZNYCH DOLNYCH N2 i SPODNIEJ N3:
--------------------------------------------------------Ugięcie dźwigara pochodzące od siły sprężającej fv23 = 181.35 mm
_______OBLICZENIA STATECZNOŚCI środnika wg. PN - 80/B-03200 :
wymiary tarczy podlegającej wyboczeniu:
- wysokość=1070.8 mm, długość=500.0 mm
naprężenie na dole: 335.7 MPa, na górze: 24.7 MPa
Naprężenia zastepcze SigZ =746.5 MPa > R0 =215.0 MPa
Powyższe wartości nie spełniają warunków polskiej normy PN-80/B-03200
_______Obliczenia stateczności środnika wg. PN - 90/B-03200 :
SigMax/(FIp*fd)= 3.7828 > 1
Powyższe wartości spełniają warunki polskiej normy PN-90/B-03200
_______Obliczenia naprężen krytycznych dla środnika :
Współczynnik stateczności k = 12.383
Naprężenia krytyczne SigKr =98.5 MPa < Sig1 =402.3 MPa
NIE SPEŁNIONO WARUNKU STATECZNOŚCI !!
wciśnij ENTER
NAPS-ZR
5
WYNIKI:
--------------------------------------------------------4.Naprężenia i ugięcia dla nakładki BOCZNEJ ŚRODKOWEJ N4:
--------------------------------------------------------Strefa wpływu ciepła - strefa uplastycznienia
PSA4 = 3100.8 mm2
Siła sprężająca: S4=837208 N
Moment sprężajacy: M4 = 251162361 Nmm
Naprężenia w środniku z nakładka
Sig1 = 47.9 MPa
Naprężenia w środniku bez nakładki Sig2 = -5.4 MPa
Ugięcie poziome dźwigara
fh = 55.46 mm
wcisnij ENTER
WYNIKI:
------------------------------------------------------------5.Sumaryczne naprężenia od nakładki SPODNIEJ N3 i obciążeń:
------------------------------------------------------------_______- obliczeniowych "W" w płaszczyźnie pionowej:
Naprężenia w dolnej części środnika . . .
= 41.1 MPa
Naprężenia w odległości YW . . . . . . .
= -72.3 MPa
Naprężenia w górnej części środnika . . .
= -107.2 MPa
_______- obliczeniowych "W" w płaszczyźnie poziomej:
Naprężenia w dolnej części środnika . . .
= -9.8 MPa
Naprężenia w odległości YW . . . . . . .
= -9.8 MPa
Naprężenia w górnej części środnika . . .
= -9.8 MPa
_______- charakterystycznych "T":
Naprężenia w dolnej części środnika . . .
= 14.4 MPa
Naprężenia w górnej części środnika . . .
= -80.4 MPa
_______- charakterystycznych "T" minimalne:
Naprężenia w dolnej części środnika . . .
= -40.3 MPa
Naprężenia w górnej części środnika . . .
= -25.8 MPa
-->UWAGA!:
Odwrotnie niż w obl.stateczności: ujemne naprężenia to ściskanie
wcisnij ENTER
WYNIKI:
--------------------------------------------------------------------6. Sumaryczne naprężenia od nakładek BOCZNYCH DOLNYCH N2 i OBCIĄŻEŃ
--------------------------------------------------------------------_______- obliczeniowych "W" w płaszczyźnie pionowej:
Naprężenia w dolnej części środnika . . .
= -184.0 MPa
Naprężenia w odległości YW . . . . . . .
= -89.7 MPa
Naprężenia w górnej części środnika . . .
= -60.7 MPa
_______- obliczeniowych "W" w płaszczyźnie poziomej:
Naprężenia w dolnej części środnika . . .
= -9.8 MPa
Naprężenia w odległości YW . . . . . . .
= -9.8 MPa
Naprężenia w górnej części środnika . . .
= -9.8 MPa
_______- charakterystycznych "T":
Naprężenia w dolnej części środnika . . .
= -210.7 MPa
Naprężenia w górnej części środnika . . .
= -34.0 MPa
_______- charakterystycznych "T" minimalne:
Naprężenia w dolnej części środnika . . .
= -265.4 MPa
Naprężenia w górnej części środnika . . .
= 20.7 MPa
-->UWAGA!:
Odwrotnie niż w obl.stateczności: ujemne naprężenia to ściskanie
wcisnij ENTER
NAPS-ZR
6
WYNIKI:
-------------------------------------------------------7. Sumaryczne naprężenia od nakładek N1,N2,N3 i OBCIĄŻEŃ
-------------------------------------------------------_______- obliczeniowych "W" w płaszczyźnie pionowej:
Naprężenia w dolnej części środnika . . .
= -272.5 MPa
Naprężenia w odległości YW . . . . . . .
= -93.4 MPa
Naprężenia w górnej części środnika . . .
= -38.2 MPa
_______- obliczeniowych "W" w płaszczyźnie poziomej:
Naprężenia w dolnej części środnika . . .
= -9.8 MPa
Naprężenia w odległości YW . . . . . . .
= -9.8 MPa
Naprężenia w górnej części środnika . . .
= -9.8 MPa
_______- charakterystycznych "T":
Naprężenia w dolnej części środnika . . .
= -299.3 MPa
Naprężenia w górnej części środnika . . .
= -11.5 MPa
_______- charakterystycznych "T" minimalne:
Naprężenia w dolnej części środnika . . .
= -354.0 MPa
Naprężenia w górnej części środnika . . .
= 43.2 MPa
-->UWAGA!:
Odwrotnie niż w obl.stateczności: ujemne naprężenia to ściskanie
wcisnij ENTER
WYNIKI:
------------------------------------------------------------------8. Sumaryczne ugięcia od nakładek BOCZNYCH DOLNYCH N2 i SPODNIEJ N3
oraz obciążeń i ugięcia trwałego:
------------------------------------------------------------------______Składowe ugięcia pionowego:
- od ciężaru własnego . . . .
- od ciężaru wózka . . . . .
- od siły udźwigu . . . . . .
- od odkształcenia trwałego .
- od siły sprężającej . . . .
SUMARYCZNE UGIĘCIE PIONOWE
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
fyg [mm]
fyw [mm]
fyQ [mm]
fyt [mm]
fv23[mm]
=28.6
=11.4
=9.6
=30.0
= 181.35
. . . fys [mm] =-101.7
______Składowe ugięcia poziomego:
- od odkształcenia trwałego . . . fxt [mm] =20.0
- od siły sprężającej . . . . . . fh [mm] = 55.46
SUMARYCZNE UGIĘCIE POZIOME
. . . fxs [mm] =-35.5
wcisnij ENTER
1) Powrót do obliczeń
2) KONIEC
Pracował program NAPS-ZR w wersji 1.05h
3. Podstawy obliczeń
3.1 Naprężenia oraz ugięcia dźwigara poddanego sprężaniu
W wyniku sprężania dźwigara przez przyspawanie blach nakładkowych otrzymuje się stan
obciążenia prostujący belkę dźwigara.
Niezwykle istotną sprawą jest takie ustalenie metod obliczeniowych, aby otrzymane z nich wyniki
wykazywały zgodność z rzeczywistością, z wynikami badań doświadczalnych na dźwigarach
badawczych lub modelowych.
Obliczenia sprężania dźwigara wykonywano dwoma metodami:
NAPS-ZR
7
1. metodą analityczną inżynierską opartą o analizę odkształceń spawalniczych poprzez
wprowadzenie pojęcia sił sprężających
2. metodą numeryczną, metodą elementów skończonych przy zastosowaniu programu
ANSYS.
Obydwie metody obliczeniowe pozwalają określić, przy przyjętych założeniach, rozkłady naprężeń
oraz ugięcie dźwigara.
Metoda analityczna bazuje na pojęciu siły sprężającej powodującej mimośrodowe ściskanie
dźwigara. Wartość siły sprężającej zależy od wielkości obliczeniowej powierzchni aktywnej spoiny
- powierzchni uplastycznienia:
ax 2
PSA = 57.5
2
1 + 115 axF
(1.1)
gdzie : PSA - powierzchnia strefy aktywnej spoiny
ax - wysokość spoiny
F - pole powierzchni przekroju poprzecznego dźwigara.
Przyjmuje się, że powierzchnia aktywna przenosi naprężenia równe granicy plastyczności
materiału rodzimego; naprężenia te są rozciągające i ich efektem jest siła sprężająca ściskająca
dźwigar.
Siłę sprężającą oblicza się ze wzoru :
SX=2Rew⋅PA
(1.2)
gdzie: Re - granica plastyczności
w - współczynnik korekcyjny ( np. w =1 ).
W niniejszych rozważaniach strefę aktywną spoiny traktowano jako przenoszącą obciążenie
zewnętrzne i przez analogię z metodami obliczeniowymi betonu zbrojonego wyłączono
z powierzchni przekroju przenoszącego naprężenia.
Moment sprężający obliczony względem osi centralnej zC (rys.1.1) prze-kroju z blachą
nakładkową dolną , a z pominięciem stref aktywnych wokół spoin oblicza się ze wzoru:
(1.3)
gdzie:
yC - odległość środka ciężkości przekroju z blachą nakładkową dolną , a z pominięciem
stref aktywnych wokół spoin od środka ciężkości przekroju dźwigara
H - wysokość środnika
gD - grubość pasa dolnego
Naprężenia od ściskania siłą sprężającą SX
σ
c
=
SX
F0
(1.4)
F0 - pole przekroju netto , jak dla obliczania yC .
Naprężenia ściskające od zginania momentem MOMX:
NAPS-ZR
8
σ
gc
=
MOMX
J zc
( 12 H +
yc )
(1.5)
gdzie : JzC - moment bezwładności przekroju względem osi zC .
Naprężenia rozciągające od zginania:
σ
gr
=
MOMX
J zc
( 12 H −
yc )
(1.6)
Naprężenia w górnych włóknach środnika
σ2=c−gr
(1.7)
Naprężenia w dolnych włóknach środnika
σ 1 = σ c + σ gc
(1.8)
Rozkład naprężeń wzdłuż wysokości środnika :
y

σ = σ 1 1 − α

H

(1.9)
gdzie: α - współczynnik rozkładu naprężeń obliczany ze wzoru :
α = 1−
σ
σ
2
1
(1.10)
Naprężenie w środniku na wysokości yw od dolnego pasa
y 

= σ 1 1− α w 
H

Ugięcie dźwigara:
MOMX ⋅ L ⋅ l n
fv =
8 E ⋅ J zc
σ
w
(1.11)
(1.12)
gdzie: L - długość dźwigara
ln - długość nakładki.
Dla obliczania powyższych wartości naprężeń i ugięć - wzory (1.1) do (1.12) - zastosowano
program obliczeniowy. Danymi do obliczeń są wymiary dźwigara - wymiary przekroju
poprzecznego, największa odległość między żebrami poprzecznymi w dźwigarze, wymiary blach
nakładkowych i zastosowana wielkość spoiny - oraz dane materiałowe.
NAPS-ZR
9
Oznaczenia:
GG - Grubość pasa górnego
GD - Grubość pasa dolnego
BP - Szerokość pasów
BS - Grubość środnika
H
- Wysokość środnika
YW - Odległość od pasa dolnego do
wzmocnienia poprzecznego
ZS - Połowa odległości miedzy środnikami
B2
G2
A1
A2
B3
G3
A3
B4
G4
A4
- Szerokość nakładek dolnych na środniku
- Grubość nakładek dolnych na środniku
- Wymiar spoiny górnej dla nakładki
dolnej na środniku
- Wymiar spoiny dolnej dla nakładki
dolnej na środniku
- Szerokość nakładki na pasie dolnym
- Grubość nakładki na pasie dolnym
- Wymiary spoiny nakładki na pasie
dolnym
- Szerokość nakładki bocznej
- Grubość nakładki bocznej
- Wymiar spoiny dla nakładki bocznej
Rys 1.1. Przekrój poprzeczny dźwigara wraz z zastosowanymi w programie obliczeniowym
oznaczeniami wymiarów
3.2 Obliczanie naprężenia krytycznego
Naprężenia wzdłuż wysokości środnika w stanie dokrytycznym są naprężeniami normalnymi
zmiennymi liniowo według zależności :
y

σ = σ 1 1 − α

H

(2.1)
gdzie: σ - naprężenie na wysokości y (rys.2.1)
σ1 - naprężenie w dolnych włóknach środnika
Naprężenia ściskające uznaje się za dodatnie !
α - współczynnik rozkładu naprężeń
H - wysokość środnika
e - największa odległość między żebrami poprzecznymi.
Na rys.2.1. przedstawiono tarczę z obciążeniem brzegów pionowych oraz podano stosowane
wymiary tarczy.
Rozkład naprężeń określony wzorem (2.1) może w zależności od wartości współczynnika α
zmieniać się w następujący sposób:
- równomierne ściskanie α = 0
- ściskanie tarczy od wartości zerowej ( rozkład trójkątny ) α = 1
- czyste zginanie tarczowe α = 2
NAPS-ZR
1
- zginanie z przewagą rozciągania α > 2.
Rys.2.1. Obciążenie tarczy środnika
Przykładowe rozkłady naprężeń przedstawiono na rys. 2.2.
Współczynnik rozkładu naprężeń oblicza się ze wzoru :
α = 1−
σ2
σ1
(2.2)
Rys. 2.2. Przykładowe rozkłady naprężeń na brzegu tarczy
Naprężenie krytyczne określane przez wartość naprężeń σ1 podane jest następującym wzorem:
σ
kr
π 2E
=
12(1 − ν
2
)
 g
⋅ k 
H
2
(2.3)
gdzie: E - moduł Younga
ν - liczba Poisson’a
g - grubość środnika.
k - współczynnik zależny od rodzaju obciążenia i stosunku długości boków λ = e / H.
Dla stosowanych powszechnie stali typu St3S, 18G2A
E = 2.05 • 105 MPa
NAPS-ZR
1
ν = 0.3
wzór (2.3) przyjmuje postać [2.2]:
 g
σ kr [ MPa] = 186200 ⋅ k ⋅  
 H
2
(2.4)
Dla zakresu 0 ≤ α ≤ 1
Współczynnik k oblicza się ze wzoru przybliżonego [2.2]
2
 m λ  1 − 0.025 ⋅ α
k=  + 
 λ m  1 − 0.5 ⋅ α
(2.5)
gdzie: m - liczba półfal tworzących się na długości tarczy ; liczba ta zależy od
współczynnika λ i wynika z nierówności:
( m − 1) m ≤ λ ≤ m( m + 1)
(2.6)
gdzie: m = 1 , 2 , 3 , 4.
Wzór (2.5) pozwala obliczyć wartości k z dokładnością około 1 % w porównaniu z
doświadczeniem dla λ ≥ 0.8 . Dla λ < 0.8 dokładność zmniejsza się.
Dla zakresu 1 ≤ α ≤ 4
Współczynnik k aproksymuje się stosując wzór:
k=78α⋅−149.5+3
(2.7)
W oparciu o podane powyżej wzory opracowano program obliczeniowy połączony z programem
obliczającym stan naprężenia w środniku, opisanym w rozdziale 4. Program dla ustalonych i
podanych wymiarów największej tarczy zawartej między pasami dźwigara a żebrami oblicza
współczynnik wyboczeniowy, naprężenie krytyczne dla tarczy i sprawdza, czy jego wartość nie
przekracza wartości naprężeń w tarczy.
NAPS-ZR
1
4. Obliczenia w programie NAPS-ZR
Start
Algorytm działania programu przedstawiono w
uproszczeniu na rysunku obok.
W bloku „CzytajDane” - wczytującym dane
z pliku „trans.txt” - obok nazw zmiennych
programu NAPS-ZR podano w nawiasach ( )
odpowiadające im nazwy zmiennych programu
BGR-OS. Brak odpowiednika w nawiasie
oznacza identyczność nazw w obu
programach.
Procedury obliczeniowe wymieniane w
schemacie blokowym przedstawiono w
kolejnych podrozdziałach a mianowicie:
• Oblzr2 → 3.2.2. Naprężenia i ugięcia od
nakładek bocznych dolnych N1,N2
• Oblzr3 → 3.2.1. Naprężenia i ugięcia od
nakładki spodniej - N3
• Oblzr23 → 3.2.3. Naprężenia i ugięcia od
nakładek bocznych dolnych N1,N2 i
spodniej N3
• Oblzr4 → 3.2.4 Naprężenia i ugięcia od
nakładki bocznej środkowej N4
• Oblicz2 →
3.2.5 Stateczność lokalna przy
zastosowaniu nakładki N3.
3.2.6 Stateczność lokalna przy
zastosowaniu nakładek N1, N2.
3.2.7 Stateczność lokalna przy
zastosowaniu nakładek N1, N2, N3
• Oblicz3 → 3.2.12 Obliczenia naprężeń
krytycznych w środniku
W3:=0.45; W12:=0.45; W4:=0.45;
Ekr_tyt: Ekran tytułowy
RysujDzwigar: Rys.1 dzwigara;
CzytajDane:
wczytuje z pliku trans.txt: GG(g11),
GD(g21), BP(b1), BS(t1), H(h1), YW,
ZS(bs1/2), L, E, SIGox13, SIGox15,
SIGox17, SIGoy13, SIGoy15, SIGoy17,
Scx13, Scx18, minScx13, minScx18, fyg,
fyw, fyQ
INIGET: A1:=8; A2:=8; A3:=8; A4:=8; B2:=100; B3:=100; B4:=100;
fyt:=30; fxt:=20; L2:=L; L3:=L; L4:=L; G2:=10; G3:=10; G4:=10; tn2:='T';
tn3:='T'; tn4:='T'; RE:=300; W:=1.00; EE:=500; R0:=215; fd:=215;
Popraw_D: umozliwia zmiane
danych wczytanych z pliku trans.txt
Get1: wczytuje z klawiatury: W3, W12,
W4, fyt, fxt, RE, W, EE, R0, fd
RysGet:
Rysuje nakładki, pyta które zastosowac i jakie ich parametry.
1) Jesli N1,N2 to wywoluje Oblzr2 (bez wyprowadzania wynikow
do pliku), oblicza i wyswietla: Sig1_2, Sig2_2, fv2, fyt-fv2.
2) Jesli N3 to wywoluje Oblzr3 (bez wyprowadzania wynikow do
pliku), oblicza i wyswietla: Sig1_3, Sig2_3, fv3, fyt-fv3.
3) Jesli N1, N2, N3 to wywoluje Oblzr23 (bez wyprowadzania
wynikow do pliku), oblicza i wyswietla: fv23, fyt-fv23.
4) Jesli N4 to wywoluje OblZR4 (bez wyprowadzania wynikow do
pliku), oblicza i wyswietla: Sig41, Sig42, fh, fxt-fh.
Rys.2 dzwigara
Nie
Czy dane
poprawne
Tak
Oblicz2: Obliczenie stateczności środnika
wg. PN dla N1,N2 lub N3 lub N1,N2,N3
Nie
Czy zastosowano
nakładki N1, N2
lub N3
Tak
Oblicz3: Obliczenie naprężeń krytycznych w
środniku dla N1,N2 lub N3 lub N1,N2,N3
Pok_Wyn: Wyświetlenie
wyników na ekranie
Zapis danych i wynikow na dysk
do pliku Wynik2.HTM
Czy powrót do
obliczeń?
Tak
Nie
Koniec
NAPS-ZR
1
4.1 Wprowadzane dane
a) Dane pobierane z pliku trans.txt z możliwością zmiany każdej z nich i wprowadzenia innej
wartości z klawiatury:
Wartość
Lp
Opis danej
Symbol
Grubość pasa górnego g11 [mm]
Grubość pasa dolnego g21 [mm]
Szerokość pasów b1 [mm]
Grubość środnika t1 [mm]
Wysokość środnika h1 [mm]
Odległość żebra poprzecz.od pasa dolnegoYW [mm]
Połowa odległości między środnikami bs1/2 [mm]
Rozpiętość dźwigara L [mm]
Moduł Younga E [MPa]
Naprężenia [MPa] normalne od obciążeń obliczeniowych
"W" w pł. pion. pk-t 3
Naprężenia [MPa] normalne od obciążeń obliczeniowych
"W" w pł. pion. pk-t 5
Naprężenia [MPa] normalne od obciążeń obliczeniowych
"W" w pł. pion. pk-t 7
Naprężenia [MPa] normalne od obciążeń obliczeniowych
"W" w pł. poz. pk-t 3
Naprężenia [MPa] normalne od obciążeń obliczeniowych
"W" w pł. poz. pk-t 5
Naprężenia [MPa] normalne od obciążeń obliczeniowych
"W" w pł. poz. pk-t 7
GG
GD
BP
BS
H
YW
ZS
L
E
SIGox13
przykładowa
12.00
12.00
650.00
7.00
1700.00
1300.00
293.00
32000.00
205000.00
-129.71
SIGox15
-68.67
SIGox17
129.71
SIGoy13
-9.84
SIGoy15
-9.84
SIGoy17
-9.84
Naprężenia [MPa] normalne od obciążeń
Scx13
-102.95
Scx18
102.95
minScx13
-48.29
Naprężenia [MPa] normalne od obciążeń
minScx18
48.29
charakterystycznych "T" min., p=kt 8
Naprężenia [MPa] normalne od ciężaru własnego fyg [mm]
Naprężenia [MPa] normalne od ciężaru wózka fyw [mm]
Naprężenia [MPa] normalne od siły udźwigu fyQ [mm]
fyg
fyw
fyQ
28.57
11.41
9.63
charakterystycznych "T" w punkcie 3
Naprężenia [MPa] normalne od obciążeń
charakterystycznych "T" w punkcie 8
Naprężenia [MPa] normalne od obciążeń
charakterystycznych "T" min., p-kt 3
b) Dodatkowe dane wprowadzane z klawiatury:
Lp
Opis danej
1 Współczynnik korekcji dla nakładki spodniej
2 Współczynnik korekcji dla bocznych dolnych
3 Współczynnik korekcji dla bocznej srodkowej
4 Strzałka UGIĘCIA w płaszczyźnie pionowej
5 Strzałka UGIĘCIA w płaszczyźnie poziomej
6 Granica Plastyczności
7 Największa odległość między przeponami
8 Wytrzymałość obliczeniowa wg PN-80/B-03200
9 Wytrzymałość obliczeniowa wg PN-90/B-03200
NAPS-ZR
Symbol
W3
W12
W4
fyt
fxt
RE
EE
R0
Fd
Jednostki
mm
mm
MPa
mm
MPa
MPa
Wartość przykł.
0.45
0.45
0.45
30
20
300
500
215
215
1
Kolejny ekran wprowadzania danych przedstawiono na rysunku poniżej.
Pozwala on wybrać dowolną kombinację trzech wariantów sprężania przy zastosowaniu
przedstawionych na rysunku nakładek N1, N2, N3, N4 i wprowadzić odpowiednie dane.
4.2 Bloki obliczeń
W kolejnych podpunktach podano wzory wyznaczające:
A. naprężenia, ugięcia tylko od spawanych nakładek:
1. od nakładki spodniej - N3
2. od nakładek bocznych dolnych - N2
3. od nakładek bocznych dolnych i spodniej - N2 i N3
4. od nakładki bocznej środkowej - N4
B. stateczność po spawaniu nakładek:
5. od nakładki spodniej - N3
6. od nakładek bocznych dolnych - N2
7. od nakładek bocznych dolnych i spodniej - N2 i N3
C. Sumaryczne naprężenia od spawanych nakładek i obciążeń
8. od nakładki spodniej - N3
9. od nakładek bocznych dolnych - N2
10. od nakładek bocznych dolnych i spodniej - N2 i N3
11. Sumaryczne ugięcia od spawanych nakładek i obciążeń
12. Obliczenia naprężeń krytycznych
4.2.1 Naprężenia i ugięcia po spawaniu nakładki spodniej N3
pole powierzchni przekroju:
F := (GG + GD)*BP + 2*BS*H;
pola uplastycznienia:
PSA3 := (57.5*Kwadrat(A3))/(1+115*(Kwadrat(A3)/F));
siły sprężające:
S3 := 2*RE*W3*PSA3;
NAPS-ZR
1
moment statyczny:
MOS3 := BP*GG*(0.5*H+0.5*GG)-BP*GD*(0.5*H+0.5*GD);
MOS3 := MOS3 - B3*G3*(0.5*H+GD+0.5*G3)+2*PSA3*(0.5*H+GD);
pole niosace obciazenie:
FO3 := F+B3*G3 - 2*PSA3;
współrzędna środka ciezkości:
YC3 := MOS3/FO3;
moment sprężający:
M3 := S3*(YC3+0.5*H+GD);
naprężenia od sciskania:
SIGC3 := S3/FO3;
moment bezwladności:
IZC3 := (BS*H*H*H/6) + BP*GG*Kwadrat(0.5*H-YC3+0.5*GG);
IZC3 := IZC3 + BP*GD*Kwadrat(YC3+0.5*H+0.5*GD);
IZC3 := IZC3 + 2*BS*H*Kwadrat(YC3);
IZC3 := IZC3 + B3*G3*Kwadrat(YC3+0.5*H+GD+0.5*G3);
IZC3 := IZC3 - 2*PSA3*Kwadrat(YC3+0.5*H+GD);
naprężenia od zginania - sciskajace:
SIGGC3 := M3*(0.5*H+YC3)/IZC3;
SIGGR3 := M3*(0.5*H-YC3)/IZC3;
naprężenia od zginania - rozciagajace:
Naprężenia w górnej części środnika Sig2 = ',SIG2_3 [MPa]:
{g.} SIG2_3 := SIGC3-SIGGR3;
Naprężenia w dolnej części środnika Sig1 = ',SIG1_3 [MPa]:);
{d.} SIG1_3 := SIGC3+SIGGC3;
ALFA3 := 1-(SIG2_3/SIG1_3);
Naprężenia w odległości YW
SigW = ',SIGW3 [MPa]};
-->UWAGA ! : Wartość dodatnia naprężen oznacza sciskanie '};
SIGW3 := SIG1_3*(1-ALFA3*(YW/H));
Ugięcie dźwigara pochodzące od siły sprężającej fv3:
fv3 := (M3*L*L3)/(8*E*IZC3);
4.2.2 Naprężenia i ugięcia od nakładek bocznych dolnych N1,N2
pole powierzchni przekroju:
F := (GG + GD)*BP + 2*BS*H;
pola uplastycznienia:
PSA1 := (57.5*Kwadrat(A1))/(1+115*(Kwadrat(A1)/F));
PSA2 := (57.5*Kwadrat(A2))/(1+115*(Kwadrat(A2)/F));
siły spężające:
S1 := 2*RE*W12*PSA1;
S2 := 2*RE*W12*PSA2;
moment statyczny:
MOS2 := 0.5*BP*GG*(H+GG)-0.5*BP*GD*(H+GD)-B2*G2*(H-B2);
MOS2 := MOS2 + PSA2*H+2*PSA1*(0.5*H-B2);
pole niosace obciazenie:
FO2 := F+2*B2*G2 - 2*PSA1 - 2*PSA2;
wspolrzedna środka ciezkości:
YC2 := MOS2/FO2;
moment sprężający:
M2 := S1*(YC2+0.5*H-B2)+S2*(YC2+0.5*H);
naprężenia od sciskania:
SIGC2 := (S1+S2)/FO2;
moment bezwładności:
IZC2 := (BS*H*H*H/6) + BP*GG*Kwadrat(0.5*H-YC2+0.5*GG);
IZC2 := IZC2 + BP*GD*Kwadrat(YC2+0.5*H+0.5*GD);
IZC2 := IZC2 + 2*BS*H*Kwadrat(YC2);
IZC2 := IZC2 + (1/6)*G2*B2*B2*B2+2*B2*G2*Kwadrat(YC2+0.5*H0.5*B2);
IZC2 := IZC2 - 2*PSA1*Kwadrat(YC2+0.5*H-B2);
NAPS-ZR
1
IZC2 := IZC2 - 2*PSA2*Kwadrat(YC2+0.5*H);
naprężenia od zginania - sciskajace:
SIGGC2 := M2*(0.5*H+YC2)/IZC2;
SIGGR2 := M2*(0.5*H-YC2)/IZC2;
naprężenia od zginania - rozciagajace:
SIG2_2 := SIGC2-SIGGR2;
SIG1_2 := SIGC2+SIGGC2;
ALFA2 := 1-(SIG2_2/SIG1_2);
szerokość strefy plastycznej w środniku:
DELTA := 2*PSA1/(G2+2*BS);
wspolrzedna dolnych wlokien tarczy wyboczeniowej:
YD := B2 + 0.5*DELTA;
wspolrzedna dolnych wlokien tarczy wyboczeniowej:
YD := B2 + 0.5*DELTA;
napr. na wsp. YD:
SigYD := SIG1_2*(1-ALFA2*(YD/H));
naprężenia na wysokości YW:
SIGW2 := SIG1_2*(1-ALFA2*(YW/H));
ugięcie dźwigara pod siłą sprężająca:
fv2 := (M2*L*L2)/(8*E*IZC2);
-->UWAGA ! : Wartość dodatnia naprężeń oznacza sciskanie:
4.2.3 Naprężenia i ugięcia od nakładek bocznych dolnych N1,N2 i spodniej N3
pole powierzchni przekroju:
F := (GG + GD)*BP + 2*BS*H;
MOS23 :=0.5*BP*GG*(H+GG)-0.5*BP*GD*(H+GD)-B2*G2*(H-B2);
MOS23 := MOS23 -B3*G3*(0.5*H+GD+0.5*G3)+2*PSA3*(0.5*H+GD);
pole niosace obciazenie:
FO23 := F + 2*B2*G2 + B3*G3 - 2*PSA3;
współrzędna środka ciężkości:
YC23 := MOS23/FO23;
moment sprężający:
M23 := S3*(YC23+0.5*H+GD);
naprężenia od sciskania:
SIGC23 := S3/FO23;
moment bezwladności:
IZC23 := (BS*H*H*H/6) + BP*GG*Kwadrat(0.5*H-YC23+0.5*GG);
IZC23 := IZC23 + BP*GD*Kwadrat(YC23+0.5*H+0.5*GD);
IZC23 := IZC23 + 2*BS*H*Kwadrat(YC23);
IZC23 := IZC23 + (1/6)*G2*B2*B2*B2+2*B2*G2*Kwadrat(YC23+0.5*H-0.5*B2);
IZC23 := IZC23 + B3*G3*Kwadrat(YC23+0.5*H+GD+0.5*G3);
IZC23 := IZC23 - 2*PSA3*Kwadrat(YC23+0.5*H+GD);
naprężenia od zginania - sciskajace:
SIGGC23 := M23*(0.5*H+YC23)/IZC23;
SIGGR23 := M23*(0.5*H-YC23)/IZC23;
naprężenia na górze środnika:
SIG2_23 := SIGC23-SIGGR23;}
SIG2_23 := SIG2_2+SIG2_3;
naprężenia na dole środnika:
SIG1_23 := SIGC23+SIGGC23;}
SIG1_23 := SIG1_2+SIG1_3;
ALFA23 := 1-(SIG2_23/SIG1_23);
SigYD23 := SIG1_23*(1-ALFA23*(YD/H));
naprężenia na wysokości YW:
SIGW23:= SIG1_23*(1-ALFA23*(YW/H));
Ugięcie dźwigara pochodzące od siły spężającej fv23 = ',fv23:1:2,' mm'};
FV23 := FV2 + FV3;
4.2.4 Naprężenia i ugięcia od nakładki bocznej środkowej N4
pole powierzchni przekroju:
NAPS-ZR
1
F := (GG + GD)*BP + 2*BS*H;
pola uplastycznienia:
PSA4 := (57.5*Kwadrat(A4))/(1+115*(Kwadrat(A4)/F));
siły spężające:
S4 := 2*RE*W4*PSA4;
moment sprężający:
M4 := S4*(ZS+BS);
naprężenia od sciskania:
SIGC4 := S4/F;
IY := ((GG+GD)*BP*BP*BP/12)+(1/6)*H*BS*BS*BS+2*H*BS*Kwadrat(ZS+0.5*BS);
IY := IY + B4*G4*G4*G4+2*B4*G4*Kwadrat(ZS+BS+0.5*G4);
SIGB := M4*(ZS+BS)/IY;
naprężenia w środniku z nakładka}
SIG41 := SIGC4+SIGB;
naprężenia w środniku bez nakładki Sig2=SIG42}
SIG42 := SIGC4-SIGB;
ugięcie poziome dźwigara:
fh := (M4*L*L4)/(8*E*IY);
4.2.5 Stateczność lokalna dla nakładki spodniej N3
A := EE/YW;
AA2 := EE/(YW-YD);
{dla normy 90 }
Beta90[1]:=A;
Beta90[2]:= AA2;
Beta90[3]:= AA2;
{smukłość:}
Lambda := YW/BS;
LambPR := EE/BS;
Lamb2 := (YW-YD)/BS;
{dla normy 90: }
Lamb90[1]:= Lambda;
Lamb90[2] := Lamb2;
Lamb90[3] := Lamb2;
i:=1;
{współczynnik La1 wg. PN-80/B-03200 ---> nakładka 3:}
Psi3 := SIGW3/SIG1_3;
KNO := 1368.6844 - 784.2709*Psi3 + 353.7196*Kwadrat(Psi3);
Jeżeli A >= 1
To Kn := KNO;
Jeżeli (A<1) oraz (Psi3>0) To Kn := KNO*0.5*( A+(1/A) );
LambPN1 := Kn/Pierwiastek(R0);
La1 := Lambda/LambPN1;
Jeżeli (A<1) oraz (Psi3<=0) to
blok
LambPN1 := KNO/Pierwiastek(R0);
La1 := LambPR/LambPN1;
koniec bloku;
{Współczynnik La2 wg. PN-80/B-03200:}
Jeżeli A<0 To A:= 1/A;
Jeżeli A<=2.5 To Kt := 1381.2384 + (227.5494/A) + (297.3997/Kwadrat(a));
Jeżeli A>2.5 to Kt := 1520;
LambPT := Kt/Pierwiastek(R0);
Jeżeli A>= 1 to La2 := Lambda/LambPT;
NAPS-ZR
1
Jeżeli A< 1
to La2 := LambPR/LambPT;
Jeżeli La1=La2 to Lmin := La1;
Jeżeli La1>La2 to Lmin := La2;
Jeżeli La1<La2 to Lmin := La1;
MS := 0.9733587 - 0.9255848*Lmin + 1.4354818*Kwadrat(Lmin);
MSN := 0.9733587 - 0.9255848*La1 + 1.4354818*Kwadrat(La1);
NI := 5-4*MS;
Jeżeli Ni < 0 to Ni := 0;
SigZ_3 := Sig1_3*MSN;
Jeżeli SigZ_3<=R0 to war1_3 := 1;
Jeżeli SigZ_3>R0 to war1_3 := 0;
{ spełniono warunki normy }
{ warunków normy nie spełniono }
4.2.6 Stateczność lokalna dla nakładek N1 i N2
A := EE/YW;
AA2 := EE/(YW-YD);
{dla normy 90 }
Beta90[1]:=A;
Beta90[2]:= AA2;
Beta90[3]:= AA2;
{smukłość:}
Lambda := YW/BS;
LambPR := EE/BS;
Lamb2 := (YW-YD)/BS;
{dla normy 90: }
Lamb90[1]:= Lambda;
Lamb90[2] := Lamb2;
Lamb90[3] := Lamb2;
i:=2;
{współczynnik La1 wg. PN-80/B-03200 - nakładka 2 ===}
Psi2 := SIGW2/SIGYD;
KNO := 1368.6844 - 784.2709*Psi2 + 353.7196*Kwadrat(Psi2);
Jeżeli AA2 >= 1
to Kn := KNO;
Jeżeli (AA2<1) oraz (Psi2>0)
LambPN1 := Kn/Pierwiastek(R0);
La1 := Lamb2/LambPN1;
to Kn := KNO*0.5*( AA2+(1/AA2) );
Jeżeli (AA2<1) oraz (Psi2<=0) to
blok
LambPN1 := KNO/Pierwiastek(R0);
La1 := LambPR/LambPN1;
koniec bloku;
{Współczynnik La2 wg. PN-80/B-03200 }
Jeżeli AA2<0 to AA2:= 1/AA2;
Jeżeli AA2<=2.5 to Kt := 1381.2384 + (227.5494/AA2) +
(297.3997/Kwadrat(aa2));
Jeżeli AA2>2.5 to Kt := 1520;
LambPT := Kt/Pierwiastek(R0);
Jeżeli AA2>= 1 to La2 := Lamb2/LambPT;
Jeżeli AA2< 1 to La2 := LambPR/LambPT;
Jeżeli La1=La2 to Lmin := La1;
NAPS-ZR
1
Jeżeli La1>La2 to Lmin := La2;
Jeżeli La1<La2 to Lmin := La1;
MS := 0.9733587 - 0.9255848*Lmin + 1.4354818*Kwadrat(Lmin);
MSN := 0.9733587 - 0.9255848*La1 + 1.4354818*Kwadrat(La1);
NI := 5-4*MS;
Jeżeli Ni < 0 to Ni := 0;
{SigZ_2 := Sig1_2*MSN;}
SigZ_2 := SigYD*MSN;
Jeżeli SigZ_2<=R0 to war1_2 := 1;
Jeżeli SigZ_2>R0 to war1_2 := 0;
{ spelniono warunki normy }
{ warunków normy nie spelniono }
4.2.7 Stateczność lokalna dla nakładek N1, N2 i N3
A := EE/YW;
AA2 := EE/(YW-YD);
{dla normy 90 }
Beta90[1]:=A;
Beta90[2]:= AA2;
Beta90[3]:= AA2;
{smukłość:}
Lambda := YW/BS;
LambPR := EE/BS;
Lamb2 := (YW-YD)/BS;
{dla normy 90: }
Lamb90[1]:= Lambda;
Lamb90[2] := Lamb2;
Lamb90[3] := Lamb2;
i:=3;
{współczynnik La1 wg. PN-80/B-03200 - nakładki 2 i 3 }
Psi23 := SIGW23/SIGYD23;
KNO := 1368.6844 - 784.2709*Psi23 + 353.7196*Kwadrat(Psi23);
Jeżeli AA2 >= 1
to Kn := KNO;
Jeżeli (AA2<1) oraz (Psi23>0)
LambPN1 := Kn/Pierwiastek(R0);
La1 := Lamb2/LambPN1;
to Kn := KNO*0.5*( AA2+(1/AA2) );
Jeżeli (AA2<1) oraz (Psi23<=0) to
blok
LambPN1 := KNO/Pierwiastek(R0);
La1 := LambPR/LambPN1;
koniec bloku;
{Współczynnik La2 wg. PN-80/B-03200 }
Jeżeli AA2<0 to AA2:= 1/AA2;
Jeżeli AA2<=2.5 to Kt := 1381.2384 + (227.5494/AA2) +
(297.3997/Kwadrat(aa2));
Jeżeli AA2>2.5 to Kt := 1520;
LambPT := Kt/Pierwiastek(R0);
Jeżeli AA2>= 1 to La2 := Lamb2/LambPT;
Jeżeli AA2< 1 to La2 := LambPR/LambPT;
Jeżeli La1=La2 to Lmin := La1;
Jeżeli La1>La2 to Lmin := La2;
NAPS-ZR
2
Jeżeli La1<La2 to Lmin := La1;
MS := 0.9733587 - 0.9255848*Lmin
MSN := 0.9733587 - 0.9255848*La1
NI := 5-4*MS;
Jeżeli Ni < 0 to Ni := 0;
SigZ_23 := SigYD23*MSN;
Jeżeli SigZ_23<=R0 to war1_23 :=
Jeżeli SigZ_23>R0 to war1_23 :=
+ 1.4354818*Kwadrat(Lmin);
+ 1.4354818*Kwadrat(La1);
1;
0;
{ spelniono warunki normy }
{ warunków normy nie spelniono }
4.2.8 Sumaryczne naprężenia od przyspawanej nakładki N3 i obciążeń
_______- obliczeniowych "W" w płaszczyźnie pionowej:
Naprężenia w dolnej części środnika . . .
= SIGox17-SIG1_3 [MPa]
Naprężenia w odległości YW . . . . . . .
= SIGox15-SIGW3 [MPa]
Naprężenia w górnej części środnika . . .
= SIGox13-SIG2_3 [MPa]
_______- obliczeniowych "W" w płaszczyźnie poziomej:
Naprężenia w dolnej części środnika . . .
= SIGoy17 [MPa]
Naprężenia w odległości YW . . . . . . .
= SIGoy15 [MPa]
Naprężenia w górnej części środnika . . .
= SIGoy13 [MPa]
_______- charakterystycznych "T":
Naprężenia w dolnej części środnika . . .
= Scx18-SIG1_3 [MPa]
Naprężenia w górnej części środnika . . .
= Scx13-SIG2_3 [MPa]
_______- charakterystycznych "T" minimalne:
Naprężenia w dolnej części środnika . . .
= minScx18-SIG1_3 [MPa]
Naprężenia w górnej części środnika . . .
= minScx13-SIG2_3 [MPa]
-->UWAGA!:
Odwrotnie niż w obl.stateczności: ujemne naprężenia to ściskanie
4.2.9 Sumaryczne naprężenia od przyspawanych nakładek N2 i obciążeń
Sumaryczne naprężenia od nakładek BOCZNYCH DOLNYCH N2 i OBCIĄŻEŃ:
_______- obliczeniowych "W" w płaszczyźnie pionowej:
Naprężenia w dolnej części środnika . . .
= SIGox17-SIG1_2 [MPa]
Naprężenia w odległości YW . . . . . . .
= SIGox15-SIGW2 [MPa]
Naprężenia w górnej części środnika . . .
= SIGox13-SIG2_2 [MPa]
_______- obliczeniowych "W" w płaszczyźnie poziomej:
Naprężenia w dolnej części środnika . . .
= SIGoy17 [MPa]
Naprężenia w odległości YW . . . . . . .
= SIGoy15 [MPa]
Naprężenia w górnej części środnika . . .
= SIGoy13 [MPa]
_______- charakterystycznych "T":
Naprężenia w dolnej części środnika . . .
= Scx18-SIG1_2 [MPa]
Naprężenia w górnej części środnika . . .
= Scx13-SIG2_2 [MPa]
_______- charakterystycznych "T" minimalne:
Naprężenia w dolnej części środnika . . .
= minScx18-SIG1_2 [MPa]
Naprężenia w górnej części środnika . . .
= minScx13-SIG2_2 [MPa]
-->UWAGA!:
Odwrotnie niż w obl.stateczności: ujemne naprężenia to ściskanie!!
4.2.10 Sumaryczne naprężenia od przyspawanych nakładek N2, N3 i obciążeń
Sumaryczne naprężenia od nakładek N1,N2,N3 i OBCIĄŻEŃ:
_______- obliczeniowych "W" w płaszczyźnie pionowej:
Naprężenia w dolnej części środnika . . .
= SIGox17-SIG1_23 [MPa]
Naprężenia w odległości YW . . . . . . .
= SIGox15-SIGW23 [MPa]
Naprężenia w górnej części środnika . . .
= SIGox13-SIG2_23 [MPa]
_______- obliczeniowych "W" w płaszczyźnie poziomej:
Naprężenia w dolnej części środnika . . .
= SIGoy17 [MPa]
Naprężenia w odległości YW . . . . . . .
= SIGoy15 [MPa]
Naprężenia w górnej części środnika . . .
= SIGoy13 [MPa]
_______- charakterystycznych "T":
Naprężenia w dolnej części środnika . . .
= Scx18-SIG1_23 [MPa]
Naprężenia w górnej części środnika . . .
= Scx13-SIG2_23 [MPa]
NAPS-ZR
2
_______- charakterystycznych "T" minimalne:
Naprężenia w dolnej części środnika . . .
= minScx18-SIG1_23 [MPa]
Naprężenia w górnej części środnika . . .
= minScx13-SIG2_23 [MPa]
-->UWAGA!:
Odwrotnie niż w obl.stateczności: ujemne naprężenia to ściskanie
4.2.11
Sumaryczne ugięcia od nakładek bocznych dolnych N2 i spodniej N3
oraz obciążeń i ugięcia trwałego:
Składowe ugięcia pionowego:
- od ciężaru własnego . . .
- od ciężaru wózka . . . .
- od siły udźwigu . . . . .
- od odkształcenia trwałego
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
fyg
fyw
fyQ
fyt
[mm]
[mm]
[mm]
[mm]
=',fyg:1:1);
=',fyw:1:1);
=',fyQ:1:1);
=',fyt:1:1);
Jeżeli (tn2='N') oraz (tn3='N')
to fv23:=0
w przeciwnym przypadku
blok:
Jeżeli (tn2='T') oraz (tn3='T')
to
fv23:=fv2+fv3
w przeciwnym przypadku
blok:
Jeżeli (tn2='T') to fv23:=fv2;
Jeżeli (tn3='T') to fv23:=fv3;
koniec bloku;
koniec bloku;
- od siły sprężającej . . . . . . fv23[mm] = fv23:1:2);
WriteLn(p9,'
fys:=(fyg+fyw+fyQ+fyt)-fv23;
SUMARYCZNE UGIĘCIE PIONOWE . . . fys [mm] =',fys:1:1);
WRITELN(p9,'
______Składowe ugięcia poziomego:
- od odkształcenia trwałego . . . fxt [mm] =',fxt:1:1);
- od siły sprężającej . . . . . . fh [mm] = fh:1:2);
SUMARYCZNE UGIĘCIE POZIOME
. . . fxs [mm] =',(fxt-fh):1:1);
4.2.12 Blok obliczeń naprężeń krytycznych w środniku dla warunku statecznośći
A := EE/YW;
AA2 := EE/(YW-YD);
Nakładka na pasie dolnym:
Jeżeli (A>0) oraz (A<=Pierwiastek(2)) to M := 1;
Jeżeli (A>Pierwiastek(2)) oraz (A<=Pierwiastek(6)) to M := 2;
Jeżeli (A>Pierwiastek(6)) oraz (A<=Pierwiastek(12)) to M := 3;
Jeżeli (A>Pierwiastek(12)) oraz (A<=Pierwiastek(20)) to M := 4;
ALFA3 := 1 - (SIGW3/SIG1_3);
Jeżeli ALFA3 <= 1 to K := ( (1-0.025*ALFA3)/(1-0.5*ALFA3) )*Kwadrat((M/A) +
(A/M) );
JEŻELI ALFA3 > 1 to K := 78*ALFA3 - 149.5*Pierwiastek(ALFA3) + 79.3;
SIGKR3 := 186200*K*Kwadrat(BS/YW);
Jeżeli SIGKR3 >= SIG1_3 to war2_3 := 1; {warunek stateczności spełniony}
Jeżeli SIGKR3 < SIG1_3 to war2_3 := 0; {warunek stateczności nie spełniony}
Nakładka dolna boczna:
Jeżeli (AA2>0) oraz (AA2<=Pierwiastek(2)) to M := 1;
Jeżeli (AA2>Pierwiastek(2)) oraz (AA2<=Pierwiastek(6)) to M := 2;
NAPS-ZR
2
Jeżeli (AA2>Pierwiastek(6)) oraz (AA2<=Pierwiastek(12)) to M := 3;
Jeżeli (AA2>Pierwiastek(12)) oraz (AA2<=Pierwiastek(20)) to M := 4;
ALFA2 := 1 - (SIGW2/SIGYD);
Jeżeli ALFA2 <= 1
to K2 := ( (1-0.025*ALFA2)/(1-0.5*ALFA2) )*Kwadrat((M/AA2) + (AA2/M) );
JEŻELI ALFA2 > 1 to K2 := 78*ALFA2 - 149.5*Pierwiastek(ALFA2) + 79.3;
SIGKR2 := 186200*K2*Kwadrat(BS/(YW-YD));
Jeżeli SIGKR2 >= SIGYD to war2_2 := 1; warunek stateczności spełniony}
Jeżeli SIGKR2 < SIGYD to war2_2 := 0; warunek stateczności nie spełniony}
nakładka na pasie dolnym i dolna boczna razem:
ALFA23 := 1 - (SIGW23/SIGYD23);
Jeżeli ALFA23 <= 1 to K23:=((1-0.025*ALFA23)/(1-0.5*ALFA23))
* Kwadrat((M/AA2)+(AA2/M));
JEŻELI ALFA23 > 1 to K23 := 78*ALFA23 - 149.5*Pierwiastek(ALFA23) + 79.3;
SIGKR23 := 186200*K23*Kwadrat(BS/(YW-YD));
Jeżeli SIGKR23 >= SIGYD23 to war2_23 := 1; {warunek stateczności spełniony}
Jeżeli SIGKR23<SIGYD23 to war2_23 := 0; {warunek stateczności nie spełniony}
NAPS-ZR
2
Spis Treści
1.CHARAKTERYSTYKA OGÓLNA
1.1PRZEZNACZENIE PROGRAMU
1.2INSTALOWANIE I URUCHAMIANIE PROGRAMU
2
2
2
2.OBSŁUGA I PRZEGLĄD EKRANÓW PROGRAMU
2
3.PODSTAWY OBLICZEŃ
7
3.1NAPRĘŻENIA ORAZ UGIĘCIA DŹWIGARA PODDANEGO SPRĘŻANIU
3.2OBLICZANIE NAPRĘŻENIA KRYTYCZNEGO
4.OBLICZENIA W PROGRAMIE NAPS-ZR
4.1WPROWADZANE DANE
4.2BLOKI OBLICZEŃ
4.2.1Naprężenia i ugięcia po spawaniu nakładki spodniej N3
4.2.2Naprężenia i ugięcia od nakładek bocznych dolnych N1,N2
4.2.3Naprężenia i ugięcia od nakładek bocznych dolnych N1,N2 i spodniej N3
4.2.4Naprężenia i ugięcia od nakładki bocznej środkowej N4
4.2.5Stateczność lokalna dla nakładki spodniej N3
4.2.6Stateczność lokalna dla nakładek N1 i N2
4.2.7Stateczność lokalna dla nakładek N1, N2 i N3
4.2.8Sumaryczne naprężenia od przyspawanej nakładki N3 i obciążeń
4.2.9Sumaryczne naprężenia od przyspawanych nakładek N2 i obciążeń
4.2.10Sumaryczne naprężenia od przyspawanych nakładek N2, N3 i obciążeń
4.2.11
Sumaryczne ugięcia od nakładek bocznych dolnych N2 i spodniej N3 oraz
obciążeń i ugięcia trwałego:
4.2.12Blok obliczeń naprężeń krytycznych w środniku dla warunku statecznośći
NAPS-ZR
7
10
13
14
15
15
16
17
17
18
19
20
21
21
21
22
22
2