Научная деятельность кафедры «Строительная механика»
Экспериментальное определение остаточных напряжений в стальных профилях
Одним из направлений научной деятельности кафедры «Строительная механика» Российского университета транспорта является экспериментальное исследование остаточного напряженного состояния стальных двутавровых профилей, широко применяемых в строительной отрасли. Актуальность исследования остаточных напряжений подтверждается большим количеством зарубежных публикаций на протяжении более полувека и возрастанием интереса к этому вопросу в нашей стране.
Последствия остаточных напряжений могут быть как положительными, так и вредными, в зависимости от знака, величины и распределения напряжения, которые могут иметь решающее значение для поведения строительных конструкций в условиях эксплуатации и должны учитываться при их проектировании.
Опасность остаточных напряжений заключается в том, что внешне проблема в готовом изделии никак себя не проявляет. Визуальный контроль и традиционные методы исследования продукции, связанные с отбором образцов металла, (испытания для определения механических характеристик, химический анализ, исследование структуры металла и проч.) не позволяют выявить остаточные напряжения. Тем не менее, пренебрежение фактором остаточных напряжений несет в себе потенциальную опасность отклонения в поведении конструкции в условиях эксплуатации от расчетных предпосылок, в первую очередь в работе её элементов на устойчивость.
Избежать возникновения остаточных напряжений при производстве стальных профилей практически невозможно. Есть перспектива лишь управлять процессом их формирования при изготовлении изделия с целью получения благоприятного распределения и пониженных уровней остаточных напряжений. Для этого остаточные напряжения необходимо уметь определять. Именно эта проблема остаточных напряжений, включающая совершенствование методик определения и изучение законов их распределения в стальных прокатных и сварных профилях, и является предметом исследования на кафедре.
В рамках хоздоговорных работ в сотрудничестве с ЦНИИСК им. Кучеренко на кафедре проводится комплексное исследование остаточных напряжений двутавровых профилей отечественного производства. Используются экспериментальные разрушающие и малоразрушающие методы анализа: метод секционирования и метод сверления отверстий.
Для проведения исследований используется методический материал, отраженный в нормативных документах ASTM E 837, TN 503-5, адаптированный применительно к исследуемой проблеме. Для экспериментальные работы выполняются с использованием современного высокоточного измерительного оборудования: тензоусилителей QuantumX , MGCplus, датчиков перемещения WA фирмы НВМ. Для эффективной разрезки образцов приобретено современное металлорежущее оборудование: ленточная пила Jet.
