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.
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![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/59/591635.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/960.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/955.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/957.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/59/591636.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/59/591637.gif)
где
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/960.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/955.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/957.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/960.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8804.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/961.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8226.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8804.gif)
Rs
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8804.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8226.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/958.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/59/591638.gif)
где
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/59/591639.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8804.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/961.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/956.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/956.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/961.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8226.gif)
3,8
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8226.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8226.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8226.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8226.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/961.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8805.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8226.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/956.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/955.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/59/591640.gif)
Из соотношений l/h=150/242=0,62 и s3/12I=23/12
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8226.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/957.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/59/591641.gif)
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,
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/59/591642.gif)
0,45
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/958.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8226.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8226.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8226.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/59/591643.gif)
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.
Формула изобретения
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/59/591644.gif)
где
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/960.gif)
h - расчетная высота профильного элемента, мм;
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/955.gif)
R - расчетное сопротивление сжатию материала, кгс/мм2;
Е - модуль упругости, кгс/мм2;
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/957.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/960.gif)
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16