Надежность и долговечность металлических мостов, страница 5

3)  В процессе работы конструкции происходит износ заклепочных соединений и переход работы соединений из одной стадии в другую. Это приводит к росту коэффициента концентрации напряжений α_σ. Так как стадии работы зависят от величины усилия (максимального) в цикле и от выработки, которая определяется не только нагрузкой, но и числом циклов, приложенным к соединению, то изменение α_σ делится существенно сложно, и может быть представлено графически не на плоскости, а в пространстве.

Рисунок 25

По мере возрастания α_σ изменяется кривая усталости, о чем говорилось выше. Кривые усталости (или прямые в логарифмических координатах при этом пересекаются в одной точке (при ρ=const ) ).

Рисунок 26

При этом уравнение кривой усталости

сохраняется, но изменяется величина “m”.

Это учитывают, разбивая нагрузку на блоки 1,2,…i,…, а величину максимальных напряжений σ на интервалы ∆σ_К, в пределах которых α_σ можно считать постоянным.

Рисунок 27

Для каждого i-ого блока вычисляют усталостное повреждение на всех интервалах ∆σ_К, где величина α_σ может считаться постоянной. Это усталостное повреждение ν_iк вычисляется по формуле (*), только пределами интегрирования являются границы интервала ∆σ_К. Просуммировав  ν_iк по всем интервалам ∆σ_К, получим повреждение ν_iк для i-ого блока:

Полное усталостное повреждение будет

4)  Определение режимов нагружения

Уже было показано, что даже при простейшей условной постановке задачи определения режимов нагружения усилия в элементах пролетных строений изменяются по очень сложному закону.

Наиболее полно и точно режимы нагружения элементов мостов можно получить на основе натурных наблюдений с записью осциллограмм измерения усилий в рассматриваемых элементах.

Рисунок 28

В осциллограмме фиксируют максимальные и минимальные напряжения в каждом цикле изменения напряжений, разбив σ на разряды ∆σ. На основании полученных данных составляется матрица циклов в виде таблицы, где перечисляются величины  ,  и в соответствующих клетках приводится количество циклов n_iК, для которых =  и .

i, к – фактически N разрядов

Напряжение =N разряда ۠∆σ, ∆σ-цена разряда

Матрицы циклов записываются раздельно для каждой нагрузки, пассажирских и грузовых вагонов и поездов.

Используя матрицы циклов и зная конкретный вид (количественный и качественный) обращающейся по данному мосту нагрузки, можно получить необходимые данные для оценки меры повреждений. Это, однако, относится лишь к нагрузке, обращающейся на мосту в настоящее время.

Определенные и значительные сложности - при оценке режимов загружения от ранее обращавшейся нагрузки.

Как показывают исследования, с достаточной точностью (для инженерных расчетов) можно принять постоянными параметры распределения напряжений, только уменьшить соответственно цену разряда ∆σ (т.к. величина обращавшейся ранее нагрузки меньше современной). Число циклов изменения напряжений определяют с учетом массы поезда, его длины, числа осей и т.д.