Определение предела устойчивости и радиуса функционирования базового элемента, оборудованного электроприводом

В данном параграфе необходимо:

• привести назначение и характеристику базового элемента; (для зданий, оснащённых электрооборудованием: этажность, конструкция и характеристика электрооборудования; для транспортных и технических средств, оборудованных электроприводом: масса, габариты и характеристика электропривода).

• дать понятие о физической устойчивости, пределе устойчивости элементов ИТК и радиусе функционирования R_ф (безопасности Rб)(см. §2, тема 11 настоящих методических указаний) или [33, с. 59,60]; (привести поясняющий рисунок);

При определении устойчивости принято все сооружения делить на три группы.

Группа I — массивные, устойчивые сооружения больших размеров, как правило, с фундаментом (здания различных типов, защитные сооружения, трансформаторные и тяговые подстанции, водонапорные башни, опоры мостов, защитные сооружения и др.). Сооружения этой группы разрушаются в основном при действии на них избыточного давления во фронте воздушной ударной волны ΔР _ф. Их устойчивость достаточно хорошо исследована экспериментальным путем и с достаточно полно представлена в справочниках.

Для этой группы базовых элементов предел устойчивости может быть определён по прил.1 темы 11а настоящих методических указаний (нижняя граница ΔР _ф, средних разрушений).

Группа II - элементы, быстро обтекаемые ударной волной (локомотивы, вагоны, машины, станки, различные технические средства). Разрушение элементов этой группы происходит под действием давления скоростного напора воздуха ΔР _ск, который смещает, опрокидывает или отбрасывает элемент.

Устойчивость элементов второй группы зависит от их характеристик (габаритов, массы, конфигурации, положения центра тяжести и опорных частей), которые у каждого элемента индивидуальны.

По этой причине устойчивость элементов этой группы определяется расчётным путём с учётом перечисленных характеристик (в справочниках приведены ориентировочные усреднённые данные).

Группа III - элементы, подверженные инерционному разрушению и воздействию ЭМИ (аппаратура связи и СЦБ, ЭВМ, электроприводы локомотивов, машин, измерительные приборы, электрооборудование тяговых, трансформаторных подстанций и др.). Для элементов этой группы опасны большие ускорения, получаемые ими в результате действия ударной волны. В элементах электроприборов, имеющих определенную массу и упругость, возникают силы, способные привести к внутренним повреждениям схем (отрыву припаянных элементов, разрыву соединений приборов, разрушению хрупких элементов). Устойчивость элементов третьей группы определяется расчетом на инерционное разрушение и на воздействие ЭМИ, вызывающего высокие напряжения в электросистемах.

Таким образом, предел устойчивости базовых элементов первой группы определяется по справочникам, второй группы – путём расчёта на опрокидывание.

Расчёт базовых элементов второй группы на опрокидывание

Принято считать, что при опрокидывании под воздействием давления скоростного напора воздуха ΔР _ск. транспортные (технические) средства получают деформации, соответствующие средней степени разрушения, и теряют свою устойчивость (без ремонта их дальнейшая эксплуатация невозможна). Поэтому расчёты на опрокидываниесводятся к определению предельного значения давления скоростного напора воздуха Δ , кПа при превышении которого происходит опрокидывание элемента.

В пояснительной записке необходимо указать базовый элемент, подлежащий расчёту на опрокидывание; привести формулу расчёта на опрокидывание [9, формула 8.2] с обозначениями; схему элемента с действующими нагрузками, размерами и массой [9, рис.8.4]. Рекомендации по данному вопросу приведены так же в §3 предыдущей темы настоящих методических указаний.

Для перехода от рассчитанного по формуле значения к единому показателю Δ используют эмпирическую зависимость:

, кПа (12.1)

С помощью формулы (1) необходимо построить график

ΔР _ск ⁼ ƒ(ΔР _ф); (значения ΔР _ф могут быть заданы от 0 до 100 кПа).

По графику определяют значение Δ , соответствующее рассчитанному по формуле 1 значению .

По пределу устойчивости базового элемента Δ определяют его радиус функционирования R _ф. Для этой цели необходимо построить график изменения избыточного давления ΔР _ф, кПа в зависимости от расстояния до центра взрыва R, м при заданной мощности ядерного боеприпаса

q, кт. Данные для построения графика приведены в прил.12.1.

На оси ординат графика целесообразно отложить максимальное значение ΔР_Ф, равное 100 кПа, т. к. большинство наземных сооружений, транс­портных и технических средств имеют предел устойчивости меньше этого значения. На горизонтальной оси откладывается расстояние, м от 0 до максимального табличного значения. На график наносится сетка.

Оси графика градуируются равномерно: вертикальная ось с шагом – 10 кПа; горизонтальная – с шагом – 50м. На кривой графика отмечается точка, соответствующая пределу ус­тойчивости Δ базового элемента, на горизонтальной оси – радиус функционирования R _ф. Указанные сведения приводятся в пояснительной записке.

Смысл понятия «радиус функционирования» заключается в том, что при попадании базового элемента в его пределы теряется устойчивость элемента, а за его пределами устойчивость сохраняется.

Значения пределов устойчивости и радиусов функционирования базовых элементов являются основными показателями при оценке и повыше­нии устойчивости, размещенных или смонтированных в них систем элек­тропривода (электроаппаратуры). Необходимо стремиться к тому, чтобы предел устойчивости базовых элементов ИТК и электрооборудования бы­ла одинаков.