О нас / Услуги / Проектирование / Расчет металлоконструкций на прочность и устойчивость

Расчет металлоконструкций на прочность и устойчивость

 


Выполняем расчеты несущих металлоконструкций, работающих под статической или динамической нагрузкой. Разрабатываем варианты силового каркаса с учетом требуемого запаса прочности. Предлагаем варианты усиления существующих металлоконструкций.


Расчет прочности является неотъемлемой частью процесса проектирования грузоподъемного оборудования. Для типовых конструкций существуют стандартные расчетные схемы, которые позволяют оперативно определить напряжения, возникающие в опасных сечениях. В случае, если напряжения превышают допустимые, необходимо выполнить усиление узла и провести проверочный расчет. Существуют различные способы решения проблемы высоких напряжений в элементах металлоконструкции, однако прежде всего стоит понять по каким причинам это происходит. Среди основных причин можно выделить:

  1. Некорректный выбор материала. При выборе материала (сталь или полимер) следует учитывать максимальные допустимые напряжения, которые выдерживает тот или иной материал. В зависимости от температуры окружающей среды различные виды стали могут становится хрупкими, и их несущая способность значительно снижается. Для различных узлов грузоподъемного оборудования (несущего каркаса, осей и пальцев, ходовых колес) применяют определенные виды сталей и полимеров.  Также следует учитывать свариваемость стали.
  2. Неправильное распределение нагрузки. Форма силового каркаса в некоторых случаях может плохо работать при знакопеременных или динамических нагрузках. Если оборудование типовое, то скорее всего проверенная схема будет вполне надежной, однако для нестандартной компоновки полезным будет выполнить проверочный расчет. Также иногда наблюдается так называемый «эффект снежного кома», когда силовой каркас несколько раз ослабляют, путем применения профиля с более тонкой стенкой и уменьшением количества ребер и перемычек. Если этот процесс сопровождается расчетами, то, разумеется, никаких проблем не будет, однако часто расчеты заменяют интерполяцией, что в некоторых случаях оказывается некорректно.

Разумеется, если марка материала выбрана неправильно, то в таком случае решением проблемы будет лишь изготовление нового изделия. Конечно в ряде случаев можно внести дополнительные требования в руководство по эксплуатации (ограничение по условиям эксплуатации или снижение максимальной грузоподъемности), однако такие действия следует предпринимать исключительно после согласования с заводом-изготовителем.

Современные САПР позволяют выполнять расчеты значительно быстрее и качественнее чем раньше. Наиболее часто используемый метод конечных элементов при 3Д моделировании позволяет наглядно показать общий вид распределения нагрузок, выявить опасные участки и определить значения напряжений в этих точках. При перестроении модели достаточно повторно запустить расчет, чтобы определить положительную динамику изменений.

Система позволяет выполнять расчет и для точечных и для распределенных нагрузок. Указывая различные граничные условия, можно определить, как будет вести себя металлоконструкция при различном характере нагружения.

Основные этапы проектирования:

Эскизная проработка

На этом этапе конструктор выполняет все необходимые предпроектные расчеты и замеры, для определения возможности использования предполагаемого типа оборудования с учетом окружающей обстановки. Проектировщик оценивает требуемый режим работы оборудования, основные технические характеристики, требования по безопасности, возможность установки и эффективность эксплуатации. По результатам предварительной проработки выполняется эскизный проект оборудования, который согласовывается с Заказчиком. Получив предварительные данные о необходимом объеме материалов и комплектующих, можно получить информацию о стоимости данного оборудования, сделав запрос на завод-изготовитель.

Составление технического задания

На этапе разработки технического задания проектировщик окончательно утверждает характеристики проектируемого оборудования. При составлении технического задания очень важно подробно описать все необходимые нюансы, так как после начала изготовления большинство характеристик уже является неизменным. Грамотный проектировщик рассматривает предлагаемые современной промышленностью комплектующие, доступные для заказа, исходя из доступности и максимальной надежности, тем самым закладывая бесперебойную работу оборудования на весь срок службы. Всегда следует помнить, что подробное техническое задание, а также консультация специалиста позволит Вам сэкономить деньги при общении с производителем и в дальнейшем получить оборудование, полностью удовлетворяющее вашим ожиданиям.

Рабочий проект

Самый объемный этап проектирования — выпуск комплекта рабочей документации, по которому будет осуществляться изготовление. Современное проектирование базируется на создании твердотельных 3D моделей, которые позволяют выполнить более точный расчет конструкции с целью снижения себестоимости, а также исключить проблемы, связанные с собираемостью новых изделий. После построения 3D модели и ее технологической проработки (выбора основных используемых материалов и комплектующих) выполняется выпуск рабочей документации, которая включает в себя сборочные чертежи, спецификации и деталировку. В зависимости от типа оборудования рабочий проект может комплектоваться принципиальными электрическими схемами, гидравлическими схемами, ведомостями покупных изделий и т.д. Проектировщик, имеющий опыт работы на производстве, всегда ориентируется на максимальную простоту составных частей оборудования, применение стандартных узлов, прокатных профилей и т.д., так как это позволяет существенно снизить себестоимость оборудования.