ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторской разработки.

На рис. 1 показан профиль сечения двутавра с лоткообразными поясами.

Технический результат достигнут тем, что каждый из поясов балки сопряжен со стенкой посредством лоткообразного элемента, ориентированного выпуклостью к центру профиля сечения, причем толщина стенки лотка составляет 0,8…1 от толщины стенки балки, материалоемкость стенки составляет 34,3 %, двух лотков - 27 %, а свесов полки 38,7 % от сечения балки.

Рис. 1. Сечение прокатной балки.

Сопоставление с аналогом показывает существующие отличия профиля:

· пояс балки сопряжен со стенкой посредством лоткообразных элементов, например цилиндрических. Толщина стенки лотка равна или меньше толщины стенки профиля;

· распределение материала по сечению обеспечивает максимальный момент сопротивления и следовательно минимальную материалоемкость.

Двутавровый профиль содержит стенку 1, лотки 2, и свисающие части пояса 3 (свесы). Толщина стенки лотка t_л равна толщине стенки t_ст балки t_л= t_ст. Высота стенки h_ст составляет 0,8 от высоты h балки, h_ст=0,8 h. Диаметр лотка d составляет 0,2 от высоты балки d=0,2 h. То есть по сравнению с аналогом мы уменьшаем высоту стенки на 20 %, что приводит к такому же уменьшению гибкости стенки l=h_ст /t_ст.

Для максимального снижения материалоемкости заготовку трансформируют в валках стана таким образом, чтобы профиль получил максимальный момент сопротивления w_х. Вся площадь сечения А распределяется в определенной пропорции между стенкой А _ст, лотками 2 А _л и свисающими частями стенки 2 А _св.

Показатели материалоемкости в сильной степени зависят от толщины стенки t_ст и гибкости стенки l_ст. в данном случае стенка сопряжена с полками посредством лотков и это позволило уменьшить высоту стенки на 20 %. Полученный коэффициент материалоемкости стенки К=0,3433 позволил достигнуть максимального момента сопротивления при заданном моменте сопротивления.

Таким образом, новый прокатный профиль снижает материалоемкость до 15 % по сравнению с аналогом при одинаковом моменте сопротивления.

Если же прокатывать новый профиль из такой же заготовки как аналог, то моменты сопротивления w_х повышаются на 25…28 %, момент w_у на 25…30 %.

Моменты инерции повышаются значительно сильнее i_х на 55…59 %, а i_у на 50…55 %.

Особенно эффективен новый профиль для подкрановых балок и колонн промышленных и гражданских зданий, т.к. у профиля сильно увеличен момент инерции i_у и момент сопротивления w_у.