ОПТИМІЗАЦІЯ ЗВАРНИХ З'ЄДНАНЬ МЕТАЛЕВИХ КОНСТРУЦИЙ
DOI:
https://doi.org/10.31498/2522-9990212019187534Ключові слова:
оптимальне проектування зварних з'єднань, рівноміцність, вартість з'єднання, позацентрове навантаження колони, умови міцності кутових швівАнотація
Розвиток методів проектування зварних з'єднань і конструкцій найчастіше зв'язують з пошуком оптимальної геометричної форми і розмірів конструкції з метою досягнення мінімальної маси, трудомісткості виготовлення і інших показників. Оптимізаційне проектування зварних конструкцій пов'язане з необхідністю обліку численних умов і параметрів конструктивного, технологічного, експлуатаційного, вартісного та ін. чинників, суперечливі вимоги, що включають, погоджувати які між собою дуже складно. Тому доцільно розбити загальне завдання оптимізації на прості підзадачі, рішення яких може бути проаналізоване проектувальником з урахуванням забезпечення умови рівноміцності усіх вузлів конструкції, включаючи і зварні з'єднання. Найбільш простим критерієм оптимізації зварного з'єднання є мінімум його вартості, зварного шва, що включає вартість, і основного металу, що сполучається цим швом. Розглянутий приклад визначення оптимальних конструктивно-технологічних параметрів зварних швів в зоні сполучення трубчастої колони поворотного крану з базовою плитою за допомогою кутових швів по торцю труби і в місцях сполучення посилюючих ребер з колоною і плитою. На колону діє подовжня сила стискування з ексцентриситетом, що змінюється, а її переріз підібраний з урахуванням міцності, стійкості і жорсткості. Спрощене завдання оптимізації сформульоване таким чином: мінімізувати цільову функцію вартості з'єднання за умови забезпечення рівноміцності з'єднання і колони. Показано, що умова рівноміцності може виконуватися при різних варіантах співвідношення конструктивних розмірів основи колони і розмірів шва, що призводить до зміни вартості з'єднання. При зміні катета шва змінюються і розміри силових ребер. Тому є можливість вибору конструктивно-технологічних параметрів з'єднання в досить широкому діапазоні їх зміни. Слід зазначити, що при ускладненні структури і повноти використовуваного критерію оптимальності проектованої конструкції, що задовольняє різноманітним вимогам нормативних документів, значно збільшує область можливих рішень. Тому, вибір методу пошуку екстремуму цільової функції залишається за проектантом.Посилання
Лихтарников, Я. М. Вариантное проектирование и оптимизация стальных
конструкций / Я. М. Лихтарников. – М. : Стройиздат, 1979. – 316 с. Тарарушкин, Ю. Ф. Оптимизация несущих конструкций : учеб. пособие / Ю. Ф.
Тарарушкин. – М. : МГУПС (МИИТ), 2015. – 120 с.
Козиков, А. М. Современные тенденции в вопросе оптимизации металлических
конструкций / А. М. Козиков, Т. С. Гуж, В. А. Ильичев // Молодежный научный форум :
технические и математические науки. – М., 2017. – № 2. – С. 51–57.
Котлышев, Р. Р. Оптимизация себестоимости сварных нахлесточных соединений,
нагруженных продольной силой / Р. Р. Котлышев // Вестник ДГТУ. – 2007. – № 1. – С. 70–
Окерблом, Н. О. Конструктивно-технологическое проектирование сварных
конструкций / Н. О. Окерблом. –М.: Машиностроение, 1964, –418 с.
Серенко, А. Н. Расчет сварных соединений и конструкций. Примеры и задачи :
учеб. пособие / А. Н. Серенко, М. Н. Крумбольдт, К. В. Багрянский. – К. : Вища школа,
– 337 с.
Серенко, А. Н. Принципы оптимизации и расчета элементов сварных конструкций
заданной надежности / А. Н. Серенко // Автоматическая сварка. – 1996. – № 8. – С. 13–16.
