МЕТОДЫ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Фадеева Г.Д., Паршина К.С., Родина Е.В.

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства

В настоящее время остро встаёт проблема ресурсосбережения при проектировании строительных конструкций (новые металлические профили , деревянные конструкции и т.д..). В Пензенском государственном университете архитектуры и строительства всегда уделяли особое внимание решение данной проблемы (см. работы [1],[2]). Настоящая статья посвящена обзору различных методик по усовершенствованию строительных конструкций.

Чистовая обработка поверхности. Усталостную прочность часто можно повысить путём ликвидации случайных царапин, более тщательной обработкой поверхности, удалением заусенцев и острых кромок, а так же путём снятия фасок у отверстий. Также может быть полезной защита поверхности от коррозионных влияний, особенно поверхности лёгких сплавов.

Поверхностные сжимающие напряжения. Разрушения в большинстве случаев начинаются с поверхности, а не изнутри. Так как усталостная прочность увеличивается при наличии среднего сжимающего напряжения, то полезно преднамеренно создать такие напряжения на поверхности материала, а компенсирующие растягивающие напряжения – внутри его. Улучшение зависит от способности материала предотвращать любое нарушение в остаточных напряжениях во время срока службы. Напряжения обычно создаются путём пластической деформации поверхности материала. Это может, осуществляется разнообразными методами, а именно:

а) дробеструйной обработкой, жидкостным хонингованием, обкаткой, полировкой в барабане и т.д.

б) науглероживанием или азотированием. Эти методы создают сжимающие напряжения, благодаря поглощением атомов углерода или азота поверхностными слоями, а не благодаря пластической деформации материала. Кроме того, усталостная прочность материала значительно увеличивается в результате увеличения твёрдости поверхности.

в) термообработкой. Любой процесс, который, в конечном счете, создаёт быстрое охлаждение поверхности, вызывает поверхностные напряжения благодаря последующему сжатию внутренней части материала. Примерами могут служить пламенная и индукционная закалки. Однако критические зоны усложнённой детали могут и не получить этих полезных напряжений;

г) предварительной и периодической перегрузкой.

Применение и снятие предварительной растягивающей перегрузки создаёт остаточные сжимающие напряжения в критических зонах. Эти напряжения являются однонаправленными и приводят к улучшению усталостной прочности только в том случае, если перегрузка и средняя повторная знакопеременная нагрузка прикладывается в одном и том же направлении. В противоположность другим методам данные напряжения создаются лишь в сечениях с градиентом напряжения, как, например, в канавках. Наиболее известным примером применения данного принципа является заневоливание пластинчатых пружин, но существуют и многие другие возможные способы.

Повторное приложение растягивающих перегрузок время от времени является особенно полезным. Это удобно производить во время пробных или контрольных испытаний механизма или конструкции.

Выносливость вследствие коррозии трения (Fretting). Важной проблемой является резкое уменьшение усталостной прочности вследствие истирания соприкасающихся поверхностей. На практике разрушения возникают гораздо чаще, чем об этом свидетельствуют, стандартные лабораторные испытания, так как на практике условия передачи нагрузки и соприкосновения поверхностей являются менее благоприятными. Различные методы, уменьшающие или ликвидирующие истирание металла, суммируются.

Список используемой литературы:

1. Гарькин И.Н., Лаштанкин А.С. Амортизация как фактор повышения выносливости подкрановых балок. [Текст]: Материалы V Междунар. студ. Форума «Образование, наука, производство» БГТУ им.Шухова 15 – 16 апреля 2011 г.

2. Нежданов К.К., Гарькин И.Н. Способ проката двутаврового профиля из низколегированной стали// Строительная механика и расчёт сооружений.:-2011№4 Москва ЦНИСК им.Курчеренко