авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

Определение надежности металлических конструкций в составе зданий и сооружений при ограниченной статистической информации о контролируемых параметрах

-- [ Страница 2 ] --

В условиях эксплуатации металлических конструкций определенная трудность при оценке уровня безопасности заключается в выявлении так называемой остаточной прочности стали в самых напряженных зонах после всевозможных на нее воздействий, в том числе: нагрузок, окружающей среды, повышенных и пониженных температур, а также человеческого фактора.

Значения и изменчивость эксплуатационной нагрузки определяются по результатам мониторинга, обыкновенным взвешиванием или подсчетом по объемам и плотностям и т.д. В связи с тем, что определение значений и связаны в реальных условиях с определенными трудностями, неточностями и в ограниченном объеме (неполная статистическая информация), рассматриваем и как нечеткие переменные. Нечеткие переменные характеризуются одновременно двумя функциями распределения возможностей (ФРВоз) R и Q. При этом . Функция называется мерой необходимости. В качестве примера на рис.1 представлены функции и некоторые параметры распределений для характеристики нечеткой переменной в зависимости от ее значений x.

Рис. 1. Функция , уровень среза (риска)

При этом, если вероятность, как мера надежности оценивает частоту того или иного исхода регулярного стохастического эксперимента, то возможность, как мера надежности, оценивает относительную потенциальность реализуемости исходов единичного эксперимента. В дальнейшем в качестве ФРВоз нечетких переменных примем ФРВоз вида

, (3)

где параметры распределения ; , . Значением задаются. Вид этой ФРВоз представлен на рис. 1.

На рис.2 приведены в графической форме функции распределения возможностей для предела текучести стали и напряжения в элементе конструкции .



(4)

Рис. 2. ФРВоз и

Задача по оценке надежности элемента по условию прочности может решаться методом сравнения ФРВоз (см. рис.2). При возможность безотказной работы элемента принято считать равной единице . Для определения возможности отказа находят значение абсциссы пересечения ФРВоз в интервале [], которое определяется из совместного решения двух уравнений (4) при , т.е. из условия =. Значение (в интервале []) подставляют в любое из двух уравнений (4) и находят и . Надежность элемента по условию прочности будет характеризоваться интервалом []. Значение истинной надежности находится внутри этого интервала.

Расчет надежности элемента можно осуществить с использованием принципа обобщения Л.Заде в теории возможностей. В этом решении формиру-ется нечеткая функция от нечетких аргументов. Например, для балки имеем

(5)

По принципу обобщения:

(6)

где знак «минус» берется для восходящей ветви графика , а знак «плюс» – для нисходящей. Для (5) будем иметь , (7)

Из (4) найдем и , при обозначении . Значением задаются по условию (5). Если – «среднее» значение аргумента нечеткой функции при =1 или , будет меньше или равно значению правой части (5), то возможность безотказной работы элемента . Возможность отказа , . Надежность элемента будет характеризоваться интервалом []. В противном случае, т.е. при , возможность отказа , , и элемент будет находиться больше в состоянии отказа, чем в состоянии безотказной работы.

Для рассматриваемой балки в диссертации приведены численные примеры расчета надежности по условию допущения краевой пластической деформации, а также по условию жесткости. Задача по оценке надежности существенно усложняется при нелинейной зависимости между нечеткими переменными в модели предельного состояния. В этом случае применяется принцип обобщения Л.Заде в теории возможностей.

Далее рассмартриваются частные методики расчетов надежности для различных стержневых систем.

Надежность фермы, представленной на рис.3, определяется надежностью ее стержней и узловых соединений.

Рис. 3. Расчетная схема фермы

В второй главе приводятся методики расчетов надежности на основе теории возможностей центрально–сжатых и центрально–растянутых стержней фермы по критериям прочности и устойчивости, а также внецентренно–сжатых стержней по условию прочности. Математическую модель предельного состояния внецентренно–сжатых стержней по условию прочности с учетом изменчивости параметров , , , и можно записать в виде

(8)

Предложена методика определения значений эксцентриситетов и в условиях эксплуатации ферм для различных типов сечений стержней, имеющих одну и две оси симметрии, путем пробного нагружения (разгружения) фермы статической нагрузкой, вызывающей упругие деформации материала стержней, и измерения деформаций , , как показано на рис.4а,б.

Рис. 4. Поперечные сечения полого стержней и эпюры деформаций

Разработаны методики определения надежности внецентренно–сжатых стержней фермы для расчетных схем, представленных на рис.5. В расчетах ось искривленного стержня принимается в виде синусоиды. Например, для случая представленного на рис.5г наибольший изгибающий момент будет в середине большей полуволны, и модель предельного состояния по условию прочности (принимая для упрощения математических выкладок, детерминированной величиной) можно записать в виде

, (9)

где – длина большей полуволны (см. рис. 6г) также является нечеткой переменной, так как находится серией измерений.

Нечеткая функция для (9) будет .

Обратная функция: (10)

Принимая , найдем по (11) предельное значение , по которому найдем возможность отказа при условии, что – «среднее» значение аргумента нечеткой функции будет равно значению . Возможность безотказной работы стержня . В противном случае, наоборот, , .





Рис. 5. а) шарнирно опертый внецентренносжатый стержень с эксцентриситетами ; б) шарнирно опертый внецентренносжатый стержень с эксцентриситетами ; в) шарнирно опертый внецентренносжатый стержень с разнонаправленными эксцентриситетами ; г) шарнирно опертый внецентренносжатый стержень с разнонаправлеными эксцентриситетами

Статически определимая ферма является последовательной системой в понятиях теории надежности. На основе теории возможностей при известных значениях и для всех элементов фермы, возможность безотказной работы всей фермы как системы определится из условия , а возможность отказа – ; . Таким образом, надежность всей фермы будет определяться надежностью одного слабого элемента фермы (стержня или узла). Расчет надежности узлов на сварных соединениях приведен в главе 4.

Во второй главе приведена методика расчета надежности индивидуальных плоских металлических рам с учетом упругой податливости узловых закреплений ригеля со стойками по условию прочности на стадии эксплуатации на примере рамы, показанной на рис.6а. Известно, что неверный учет характера сопряжения ригеля со стойками может привести к ошибкам в определении расчетных усилий до 40%, как отмечают В.В. Бирюлев и др. в своей книге «Проектирование металлических конструкций» (1990г.). Для нахождения сечений элементов рамы с наибольшими деформациями от эксплуатационной нагрузки необходимо методом пробного нагружения (разгружения), с перестановкой средств измерения деформаций, выявить место и точку стержней рамы с и, соответственно, . Для определения жесткости узловых соединений находят значения изгибающих моментов в сечениях 1,2,3,4,5 и строят эпюру от сосредоточенной силы F, показанной на рис. 6б. Значения моментов находят по эпюре геометрически с учетом масштаба значений ординат (рис. 6б). Для нахождения жесткости упруго-податливых узлов рамы необходимо определить теоретически угловые перемещения концов стержней в узлах методами строительной механики. Жесткость узла будет , . После определения жесткости узловых соединений проводится теоретический расчет рамы по программе SCAD от действующих на раму нагрузки или иной нагрузки.

Рис. 6. а) расчетная схема рамы; б) эпюра изгибающих моментов от испытатель

ной нагрузки

Разработана новая методика определения надежности рамы по условию устойчивости на стадии эксплуатации при многопараметрической нечеткой нагрузке (т.е. когда внешние нагрузки не связаны между собой зависимостями и не изменяются пропорционально одному параметру) на примере рамы, показанной на рис.7. Задача на надежность решается с использованием теоремы П.Ф. Папковича, которая для примера по рис.7 с учетом Рис. 7. Расчетная схема рамы изменчивости и примет вид

(11)



Pages:     | 1 || 3 | 4 |
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.