ТОНКОСТЕННЫЙ ПРОФИЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ Российский патент 2003 года по МПК B21D5/06 E04C3/07 

Описание патента на изобретение RU2203758C2

Изобретение относится к производству штучных или погонажных тонкостенных профильных элементов с разнообразной формой поперечного сечения (в том числе составного), изготовляемых из металла, пластмасс, композиционных материалов, и может быть использовано в строительстве для балок, колонн, рам, ферм, облицовок, а также и в других областях промышленности.

Известен профильный элемент, включающий замкнутые гофры, размещаемые несимметрично относительно продольной оси профиля, и два плоских краевых элемента (патент RU 1360851, кл. В 21 D 5/06, опубл. 1987 г.).

Недостатком этого профильного элемента является его невысокая прочность и жесткость при изгибе, продольном и поперечном сжатии и при сдвиге в плоскости стенки.

Известен гнутый швеллерный профильный элемент, выполненный с закругленными участками сопряжений отдельных его частей и содержащий на стенке выпуклый наружу незамкнутый гофр с определенными и взаимосвязанными между собой размерами (патент RU 2049575, кл. В 21 D 5/06, опубл. 1995 г.).

Недостатком этого элемента является низкая прочность вследствие повышенного деформирования поперечного сечения при поперечном сжатии.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является профильный элемент, содержащий на стенке гофры, включающие прямолинейные и криволинейные участки, как в отдельности, так и переходящие друг в друга и образующие которых расположены перпендикулярно к продольной оси элемента (Гнутые профили проката. Справочник /Под. ред. И.С. Тришевского. - М.: Металлургия, 1967, с.127, 132, 289, 292).

Недостатком этого профильного элемента является низкая несущая способность, поэтому он имеет ограниченное применение.

Предлагаемое техническое решение направлено на создание такого тонкостенного профильного элемента, который за счет образования в стенке поперечных гофров с задаваемыми параметрами в соотношении друг с другом, с высотой стенки профильного элемента и прочностными характеристиками материала обеспечит повышенную несущую способность, снизит расход материала профильного элемента при работе его на поперечный изгиб, сдвиг, продольное и поперечное сжатие и их сочетания.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что тонкостенный профильный элемент, содержащий на стенке гофры, включающие прямолинейные и криволинейные участки, как в отдельности, так и переходящие друг в друга, и образующие которых расположены перпендикулярно к продольной оси элемента, отличается тем, что момент инерции поперечного сечения гофра относительно его нейтральной оси на единицу длины волны гофра определен из выражения

где π=3,14;
h - расчетная высота стенки профиля, мм;
λ - условная гибкость стенки;
R - расчетное сопротивление сжатию материала, кгс/мм2;
Е - модуль упругости, кгс/мм2;
ν - коэффициент.

Изобретение поясняется чертежами, где изображены на фигуре 1-16 тонкостенные элементы, относящиеся к предлагаемому техническому решению: на фиг.1-6 показаны различные типы тонкостенных элементов с гофрами на них стенках; на фиг.7 - вид А тонкостенных элементов, изображенных на фиг.1-5; на фиг. 8 - вид В тонкостенного элемента, изображенного на фиг.6; на фиг.9-13 - поперечные сечения тонкостенных элементов, изображенных на фиг.7 и 8; на фиг.14-16 - узлы тонкостенных элементов, изображенных на фиг.1-5.

При решении поставленной задачи было установлено, что наибольшая несущая способность тонкостенного профильного элемента с поперечным гофрами, включающими прямолинейные и криволинейные участки, как в отдельности, так и переходящие друг в друга, и отвечающая условию

зависит от момента инерции I поперечного сечения гофра относительно нейтральной оси, определяемого по выражению

где π=3,14; h - расчетная высота стенки профиля; λ=2,5...3,5 - условная гибкость стенки; R - расчетное сопротивление сжатию материала; Е - модуль упругости; ν - коэффициент, который определяется из соотношений l/h и s3/12I и находится в пределах 0,27...π2; l - длина гофра (по высоте стенки профиля) l≤h; s - толщина стенки профиля (s=0,5...25 мм), и для гофров, состоящих по своим направляющим из прямолинейных (плоских) участков или включающих их, а также состоящих из криволинейных участков или включающих их, при b2/ρ•s≤20 должны соблюдаться условия
Rs≤0,45•ξ;

где ; Ry - расчетное сопротивление изгибу материала; Rs - расчетное сопротивление сдвигу (срезу) материала; b - наибольшая ширина прямолинейного участка гофра или наибольшая длина дуги криволинейного участка гофра одного знака кривизны (b≤l); где ρ - средний радиус кривизны расчетного участка гофра; μ - коэффициент Пуассона материала (μ=0,2...0,4), а для гофров, состоящих по своим направляющим из криволинейных участков или включающих их, при b2/ρ•s>20 должно соблюдаться условие
3,8•Е•(s/b)2•[1+0,80(b/l)2]+0,08•E s/ρ≥Rs.

Пример. Гнутый равнополочный С-образный тонкостенный профильный элемент с расчетной высотой стенки (габаритная высота тонкостенного профильного элемента без учетов радиусов гибки r=4 мм) h=292 мм.

На стенке выполнены давлением трапециевидные поперечные гофры длиной l= 150 мм, с наибольшей шириной прямолинейного участка b=10 мм, высотой hg=5 мм, длиной волны а=30 мм и толщиной стенки s=2 мм.

Материал - Ст. 235 с расчетным сопротивлением сжатию и изгибу R=Ry=21 кгс/мм2, с расчетным сопротивлением сдвигу Rs=13 кгс/мм2, модулем упругости Е= 2,1•104 кгс/мм2, коэффициентом Пуассона μ=0,3. Момент инерции I поперечного сечения гофра относительно его нейтральной оси на единицу длины волны гофра I=9,51 мм4/мм.

Тогда, принимая условную гибкость стенки λ=3, получим

Из соотношений l/h=150/242=0,62 и s3/12I=23/12•9,51=0,0701 получим (из справочных данных) ν=2,5.


To есть выполняется условие по требуемому значению момента инерции поперечного сечения гофра относительно его нейтральной оси на единицу длины волны гофра.

Для гофров, состоящих по своим направляющим из прямолинейных плоских участков,

0,45ξ = 0,45•9,11•103 = 4,1•103>Rs = 13 кгс/мм2;

То есть выполняется условие для гофров, состоящих по своим направляющим из прямолинейных участков.

Таким образом, предложенное изобретение позволяет обеспечить повышенную несущую способность, снизить расход материала профильного элемента.

Похожие патенты RU2203758C2

название год авторы номер документа
МНОГОЦЕЛЕВАЯ БОЕВАЯ ЧАСТЬ С ТРАНСФОРМИРУЕМОЙ ОБОЛОЧКОЙ УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ 2000
  • Смеликов В.Г.
  • Базилевич В.М.
  • Кулаковский А.Б.
  • Сычев В.Н.
RU2174210C1
ПАНЕЛЬ ОГРАЖДЕНИЯ 1992
  • Романенков И.Г.
  • Глазунов А.Ю.
  • Кузьменко В.В.
  • Нагрузова Л.П.
RU2018599C1
МАЛОГАБАРИТНАЯ МНОГОЩЕЛЕВАЯ АНТЕННА 1999
  • Баландин В.С.
  • Баранов Ю.И.
  • Волков В.А.
  • Лаптев Ю.П.
RU2169416C1
СПОСОБ ОПТИМИЗАЦИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВОЗДУХОПРОВОДА ОТОПИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ 2001
  • Важин А.И.
  • Мухин В.М.
RU2229394C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКОСТЕННЫХ КОРПУСОВ ПЕРЕМЕННОГО СЕЧЕНИЯ 2011
  • Белов Алексей Евгеньевич
  • Собкалов Владимир Тимофеевич
  • Хитрый Александр Андреевич
  • Захаренко Юрий Иванович
  • Ерохин Владимир Евгеньевич
  • Хмылев Николай Генрихович
  • Анненков Дмитрий Викторович
RU2461436C1
СПОСОБ ГИБКИ ТРУБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1991
  • Медведев В.А.
  • Ахметзянов Н.М.
  • Гончаров А.А.
RU2016683C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ЩИТОВ ОПАЛУБКИ 1998
  • Яковлев И.Н.
RU2161233C2
СПОСОБ ПРИКЛЕЙКИ ХВОСТОВЫХ ОТСЕКОВ К ЛОНЖЕРОНУ ЛОПАСТИ НЕСУЩЕГО ВИНТА 1994
  • Лисс А.Ю.
  • Антохин В.А.
RU2112702C1
КОНСОЛЬНАЯ БАЛКА РЕГУЛЯРНО-ПЕРЕМЕННОЙ ВЫСОТЫ ИЗ ПРОФИЛЬНЫХ ТРУБ (ГНУТОСВАРНЫХ ПРОФИЛЕЙ) 2018
  • Марутян Александр Суренович
RU2701404C1
МАЧТА 1995
  • Горпинченко В.М.
  • Голованов А.С.
  • Гольденберг Л.И.
  • Шляпин И.А.
RU2073782C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 203 758 C2

Реферат патента 2003 года ТОНКОСТЕННЫЙ ПРОФИЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

Изобретение относится к производству тонкостенных профильных элементов и может быть использовано в строительстве и других областях промышленности. Сущность изобретения заключается в том, что в тонкостенном профильном элементе, имеющем на стенке гофры, включающие прямолинейные и криволинейные участки, как в отдельности, так и переходящие друг в друга, и образующие которых расположены перпендикулярно к продольной оси элемента, момент инерции поперечного сечения гофра относительно его нейтральной оси на единицу длины волны гофра определен из приведенного в формуле выражения. Задаваемые параметры поперечных гофров в соотношении друг с другом, с высотой стенки профильного элемента и прочностными характеристиками материала обеспечат повышенную несущую способность, снизят расход материала профильного элемента при работе его на поперечный изгиб, сдвиг, продольное и поперечное сжатие и их сочетания. 16 ил.

Формула изобретения RU 2 203 758 C2

Тонкостенный профильный элемент, содержащий на своей стенке гофры, включающие прямолинейные и криволинейные участки, как в отдельности, так и переходящие друг в друга, и образующие которых расположены перпендикулярно к продольной оси элемента, отличающийся тем, что момент инерции поперечного сечения гофра относительно его нейтральной оси на единицу длины волны гофра определен из выражения

где π= 3,14;
h - расчетная высота профильного элемента, мм;
λ - условная гибкость стенки;
R - расчетное сопротивление сжатию материала, кгс/мм2;
Е - модуль упругости, кгс/мм2;
ν - коэффициент, в пределах 0,27. . . π2

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2003 года RU2203758C2

Справочник/Под ред
И.С
Тришевского
Гнутые профили проката
- М.: Металлургия, 1967, с.127, 132, 289, 292
Способ изготовления профилей с гофрами жесткости 1970
  • Тришевский И.С.
  • Докторов М.Е.
  • Клепанда В.В.
  • Пшеничная Н.В.
  • Гуренко В.Д.
SU308608A1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА НЕРАВНОПОЛОЧНЫХ ЗЕТОВЫХ ПРОФИЛЕЙ 1992
  • Сеничев Г.С.
  • Гридневский В.И.
  • Антипанов В.Г.
  • Тарасов С.Я.
RU2108180C1
Композиция для изготовления покрытия спортивных площадок 1986
  • Меркин Адольф Петрович
  • Ениколопов Николай Сергеевич
  • Вительс Лариса Эммануиловна
  • Тарпищев Шамиль Анверович
  • Бевз Олег Васильевич
  • Хотимский Михаил Наумович
  • Межиковский Семен Маркович
SU1452818A1
Спуск для корнеплодов 1986
  • Бохан Николай Иванович
  • Дробышев Юрий Васильевич
  • Цвирко Леокадия Юльяновна
  • Дробышев Глеб Юрьевич
SU1498670A1

RU 2 203 758 C2

Авторы

Шухардин А.А.

Ткаченко С.В.

Глазунов А.Ю.

Бобряшов В.М.

Насонкин В.Д.

Горпинченко В.М.

Даты

2003-05-10Публикация

2001-03-05Подача