Приложение А (обязательное)
Методы испытаний
А.1 Испытания материалов
А. 1.1 Испытания на растяжение
Испытания на растяжение необходимо проводить в соответствии с [12].
Испытания на растяжение необходимо проводить в направлении проката образцов, полученных с производства. для того, чтобы:
a) оценить номинальный предел текучести материала, используемого при производстве:
b) определить фактическое значение предела текучести материала испытываемого образца:
c) внести необходимые корректировки в результаты испытаний.
Примечание —Все области, которые были дополнительно упрочнены при подготовке образца, должны быть удалены механической обработкой.
А.1.2 Испытания на изгиб
Испытания на изгиб необходимо проводить в соответствии с [13]. Данные испытания должны быть проведены в случае наличия соответствующих требований в 8.1.1Ь либо в приложении Н.
Испытания на изгиб необходимо проводить для подтверждения того, что материал, используемый при производстве. обладает необходимой пластичностью. Испытания на изгиб необходимо проводить на образцах из используемой партии материала (после любой обработки, которая ведет к повышению механических свойств материала).
Испытания на изгиб необходимо проводить при температуре окружающей среды: образец должен выдерживать изгибание на 180° в направлении, показанном на рисунке А.1. Внутренний радиус гиба должен быть равен толщине испытываемого образца.
Образец считается отвечающим требованиям настоящего стандарта, если при его визуально*! осмотре не обнаруживается любых трещин на внешней поверхности при изгибании на 180“. Допускается наличие растрескивания. не превышающего 1 мм от боковой грани испытываемого образца.
А.2 Испытания отдельных элементов м соединений
А.2.1 Испытания короткой стойки на сжатие
А.2.1.1 Цель испытаний
Результаты данных испытаний должны быть использованы для оценки влияния таких факторов, как перфорация и местная потеря устойчивости при сжатии короткой стойки (испытании на прочность при сжатии). Результаты
данных испытаний не допускается использовать для оценки потери устойчивости формы сечения.
61
ГОСТ Р 56567—2015
А.2.1.2 Порядок и метод испытаний — вариант 1
Образец для испытаний должен быть подготовлен в соответствии с нижеизложенными правилами и как показано на рисунке А.2:
a) его длина должна не менее чем в три раза превышать наибольшую ширину поперечного сечения (без учета промежуточных ребер жесткости). Образец должен включать не менее пяти отверстий перфорации:
b) он должен быть обрезан перпендикулярно продольной оси. посередине между двумя соседними отверстиями перфорации (так. чтобы плоскость среза не проходила через отверстия перфорации);
c) нижняя и верхняя опорные пластины должны быть прикручены или приварены к стойке.
Примечание — Торцы стойки могут быть вытравлены (при искривлении формы поперечного сечения торцвв) при помощи соответствующего приваривания к опорной пластине.
Осевая нагрузка должна быть приложена к опорным пластинам через нагружающие пластины достаточной толщины. Это необходимо для предотвращения непредусмотренного влияния деформации нагружающих пластин на результаты испытаний. Нагружающие пластины должны выступать не менее, чем на 10 мм за границы овче- ния стойки. Опорные пластины должны располагаться между нагружающими пластинами и концами стойки (см. рисунок А2). Нагружающие пластины должны иметь небольшую выемку, высверленную для установки стального шарика (см. рисунок А.2).
=5
t
1 — опорные пластины, А •— длина стойки: в — расчетная длина при продольном изгибе
Рисунок А.2 — Порядок проведения испытаний короткой стойки на сжатие
Образец должен быть помещен е испытательную установку и нагружаться осевой нагрузкой, передаваемой через стальные шарит, установленные с обеих сторон. Положение шариков по отношению к поперечному сечению должно быть одинаковым с обеих сторон стойки и может быть отрегулировано для получения максимальной разрушающей нагрузхи.
Исходное положение шарика должно соответствовать центру тяжести минимального значения поперечного сечения, пибо центру тяжести поперв’-ыого сечения брутто, либо в некоторой точке между ниш.
62
ГОСТ Р 56567—2015
Нагрузка должна увеличиваться до момента потери устойчивости образцом и отсутствия у него возможности воспринимать дальнейшую нагрузку. Данное значение нагрузки должно быть зафиксировано в качестве критической нагрузки.
Определение критической нагрузки должно базироваться на серии испытаний с одинаковым положением места приложения нагрузки.
А.2.1.3 Поредоки метод испытаний — вариант 2
Для надлежащего выполнения данного испытания следует использовать испытательную установку, в которой по крайней мере одна из нагружающих пластин позволяет осуществлять регулировку поворотом относительно двух горизонтальных осей и которая после этого может фиксировать образец необходимым образом.
Испытуемый образец должен быть установлен таким образом, чтобы центр тяжести его сечения (брутто) совпадал с центром нагружающей пластины, имеющей возможность поворота для восприятия любого изменения в центрировании верхней или нижней пластин образца. Затем прикладьеается небольшая закрепляющая нагрузка (например. 0,5 % от ожидаемой критической нагрузки) для того, чтобы привести контакт регулируемой нагружающей пластины и верхней (нижней) опорной пластины образца в состояние полного шарнира. После чего регулируемая нагружающая пластина должна быть зафиксирована в этом положении.
Подготовка образца к испытаниям по данному методу не отличается от описанного в А.2.1.2. за исключением того, что не требуется натчие выемок в нагружающих пластинах.
Нагрузка должна увеличиваться с приращением до критической и после достижения ее максимального значения показания должны быть зафиксированы.
А.2.1.4 Поправки к результатам испытаний
Наблюдаемая критическая нагрузка должка быть рассмотрена с учетом фактической толщины и предела текучести материала в соответствии с 13.3.5.
А.2.1.5 Вывод характерных (фактических) значений
Фактическая критическая нагрузка Яд должна быть рассчитана в соответствии с 13.3.3, затем определяют эффективную площадь поперечного сечения :
(А.1)
Если при испытаниях стойки на сжатие максимальная гибкость стойки превышает значение >. = 0,2. эффективная площадь может быть задана следующим образом:
минимальную осевую несущую способность Nb ^ ^ по изгибной и иэгибно-крутильной форме потери устойчивости в соответствии с 9.7.4 и 9.7.5 следует рассчитывать с использованием значения Ас№ полученного по результатам испытаний.
Затем значение Aeff должно быть скорректировано для получения нового значения, соответствующего
В этом процессе, если результаты быт получены с использованием метода 1 из А.2.1.2. расчетная длина изгибной формы потери устойчивости должна приниматься равной длине Ь. то есть расстоянию между шарнирами, а длина крутильной формы потери устойчивости должна быть равной половине длины образца (длины стойки). При использовании метода 2 из А.2.1.3 длина изгибной и крутильной форм потери устойчивости должна быть принята е качестве половины длины стойки с (см. рисунок А.2).
А.2.2 Испытания стоек на сжатие — Учет влияния потери устойчивости формы поперечного сечения
А.2.2.1 Цель испытаний
Цель испытаний — определение влияния потери устойчивости формы поперечного сечения под действием осевой нагрузки на несущую способность стойки. Результаты испытаний позволяют определить корректирующие значения для теоретически определенной в соответствии с 9.7.2 осевой нагрузки.
Примечание — Если испытания стоек на сжатие в соответствии с данным приложением проводят во всем возможном диапазоне длин стоек, то влияние потери устойчивости формы сечения включено в кривые потери устойчивости, испытания в соответствии с данным разделом могут не проводиться.
А.2.2.2 Порядок и метод испытаний
Должно быть проведено по крайней мере три испытания на образцах стоек с опорными пластинами в соответствии с описанием в А.2.1.2. Стойки должны иметь длину, определенную в соответствии с 9.7.2с. Испытания также могут быть проведены на одной раме как часть серии испытаний, проводимых для определения кривых изгиба стойки, описанных в А 2.3.
Если на концах образца наблюдается существенное скручивание, то эти концы должны быть закреплены для предотвращения данного скручивания: данное закрепление не должно накладывать дополнительного ограничения на искажение поперечного сечения.
Образец должен быть помещен в испытательную установку и нагружаться осевой нагрузкой через шарнирное закрепление на хаждом из концов. Положение шарниров должно быть одинаковым на обеих сторонах стойки
63
ГОСТ Р 56567—2015
и может быть отрегулировано для достижения положения, обеспечивающего приложение максимальной критической нагрузки.
А.2.2.Э Вывод характерных (фактических) значений
Результаты данных испытаний должны быть скорректированы по пределу текучести и толщине в соответствии сА.2.3.4.
Характерная критическая нагрузка Rk должка быть оценена в соответствии с 13.3.3. а также должна быть вычислена соответствующая расчетная прочность од Значения результатов испытаний используют в 9.7.2 для проверю! влияния потери устойчивости формы сечения.
А.2.3 Испытания стоек на сжатие — Определение кривых изгиба
А.2.3.1 Цель испытаний
Целью данных испытаний является определение осевой несущей способности стойки для диапазона эффективных длин в Х-напраалекии с учетом возникновения всех видов потери устойчивости и ограничений, налагаемых раскосной системой рамы: расстояниями между ее точками крепления и соединением со стойкой.
Примечание — Результатами данного испытания являются кривые изгиба, которые представляют собой понижающий коэффициент х и безразмерное значение гибкости 7. Значение 7 всегда получают из гибкости, соответствующей Эйлеровой потере устойчивости (L4) в Х-напраалении. даже когда форма потери устойчивости представляет собой потерю устойчивости формы сечения, изгибно-крутильную форму потери устойчивости или Эйлерову потерю устойчивости в /-направлении. Цепью этого является допущение использования кривой изгиба е расчетах и в соответствующих нагружениях, вызывающих потерю устойчивости только в Х-налравнении. Данный подход является консервативным и не учитывает влияние моментно-вращательной характеристики кронштейна балки.
А.2.3.2 Порядок проведения испытаний
Проведение испытаний вкгьочает в себя сборку рамы с максимагъной шириной, характерной для данного вида продукции, в которой одна из двух стоек нагружается осевой нагрузкой, как показано на рисунке А.За Схема раскосной системы, ее секции и соединения должны состоять из компонентов, применяемых в конфигурациях, наиболее характерных для получения кривых потери устойчивости. Нагружаемая стомса должна нагружаться через стальные шарики и соответствующие опорные пластины, как описано в А.2.1.2.
Рисунок А.З — Порядок альтернативного проведения испытаний стоек на сжатие
Некоторые схемы раскосных систем подразумевают неодинаковое количество узлов крепления на стойках рамы. 3 этом случае опытно-промышленные испытания необходимо проводить для каждой стойки, как это показано на рисунке А.ЗЬ и А.Зс для установления наиболее слабой конфигурации (количество узлов крепления на стойке). Наиболее слабая конфигурация должна подвергаться испытаниям для определения прочности на сжатие.
64
ГОСТ Р 56567—2015
В качестве альтернативы вышеописанной процедуре испытаний на сжатие может подвергаться полностью собранная рама (процедура испытаний показана на рисунке А.4). При проведении данных испытаний поворот распределяющих нагрузку балок относительно продольных осей мажет быть ограничен.
Когда определенная стойка испытывается в составе рам с различной решеткой раскосной системы или различной ширины, должны быть проведены отдельные испытания для каждой комбинации размера решетки и ширины. либо для испытаний должна использоваться рама с наибольшими размерами решетки раскосной системы и наибольшей шириной.
А.2.3.Э Метод проведения испытаний
Стойка должна испытываться в диапазоне длин, наименьшая из которых позволит установить одиночную панель раскосной системы. Наибольшая длина должна соответствовать безразмерному коэффициенту гибкости >. = 1.5 для потери устойчивости в Х-каправлении. и по крайней мере три других испытуемых длины стойки должны выбираться с учетом их нахождения в диапазоне между указанными двумя крайними случаями. Минимальное количество испытаний — 5. равномерно распределенных между испытуемыми длинами: должно быть проведено минимум два испытания стойки каждой длины. При проведении испытаний нагрузка должна повышаться до уровня критической. Режим разрушения фиксируется.
А.2.3.4 Поправки к результатам испытаний
Корректировку каждого из полученных результатов следует проводить в соответствии с условиями 13.3.5 с учетом следующих замечаний.
Полученная критическая нагрузка должна быть скорректирована с учетом фактической толщины и предела текучести испытываемого образца следующим образом:
Рисунок А.4 — Порядок альтернативного проведения испытаний стоек на сжатие
где _ 0SXS0.2;
(А.2)
osxsi.5: С = (————-!г———)
Х-0.2+—(1.5-Х)
15*/ц С = 10
к
<А.З)
где X — гибкость, соответствующая наблюдаемому режиму разрушения.
65
ГОСТ Р 56567—2015
Остальные обозначения в соответствии с 13.3.5.
А.2.3.5 Получение кривой изгибе стержня
Все результаты испытаний на сжатие следует применять в данном разделе.
Процедура должна быть следующей:
а) для каждого испытания должны быть вычислены коэффициенты снижения нагрузки хы и безразмерный коэффициент гибкости ?.nf где
Я, А !
(А.4)
(А.5)
где
Ят-— уточненная критическая нагрузка для количества испытаний t i— номинальный предел текучести.
— коэффициент гибкости для изгибной потери устойчивости относительно главных осей.
b) должен быть создан график зависимости от
c) затем должны быть выбраны подходящие алгебраические выражения для Хси (?-,*))аля определения местоположения средних значений результатов испытаний хП’ Эти выражения должны иметь не более пяти независимых коэффициентов. Это может быть сделано методом наименьших квадратов или изображением гладкой кривой вручную:
d) отдельные значения хы должны быть нормированы делением каждого значения на соответствующее среднее значение Затем может быть вычислено стандартное отклонение s этих нормированных значений:
e) затем должно быть определено фактическое (характерное) значение коэффициента снижения нагрузки х
-М). (А.6)
где ks представлен в таблице 11 и базируется на общем числе результатов испытаний.
Полученная кривая стержня действительна в диапазоне длин испытуемых стоек. Для длин стоек вне испытуемого диапазона коэффициент снижения нагрузки должен быть рассчитан в соответствии с 9.7.4 и 9.7.5. Но перед выполнением данного расчета необходимо провести проверку потери устойчивости с потерей формы сечения в соответствии с А2.2 с использованием результатов испытаний рам с одной панелью раскосной системы.
А.2.4 Испытания иа изгиб кронштейнов балок
А.2.4.1 Цель испытаний
Целью данного испытания является определение жестхости и прочности на изгиб кронштейна балок. Работа соединения стойки и кронштейна балки является важнейшей по отношению к работе всей конструкции стеллажа. Она зависит от большого числа факторов, в частности:
a) типа стойки:
b) толщины стойки:
c) типа балки;
d) положения балки относительно кронштейна:
в) метода крепления балки к кронштейну:
0 типа зацепов кронштейна:
д) свойств испогъзуемых материалов.
Все комбинации факторов, которые проявляются при расчете конструкции, следует испытывать отдельно, если не может быть достоверно подтверждено, что интерполяция результатов обеспечивает консервативную оценку.
Для каждого типа соединения стойки и кронштейна следует проводить как минимум три идентичных испытания таким образом, чтобы результаты могли быть статистически интерпретированы в соответствии с 13.3.3.
Серия испытаний, в которой изменяется только один из существенных параметров, таких как ширина балки. толщина стойки и др.. может быть проведена и обработана как единое целое для проведения последующей статистической обработки, изложенной в 13.3.4. Серия испытаний должна состоять по меньшей мере из 10 испытаний.
При наличии большого ряда типоразмеров стоек, кронштейнов и балок на усмотрение конструктора определенные комбинации стоек, балок и кронштейнов могут не включаться в испытания при условии наличия надежной возможности интерполяции результатов.
66
ГОСТ Р 56567—2015
А.2.4.2 Порядок проведения испытаний
Порядок проведения испытаний должен быть следующим.
a) Стойка небольшой длины должна быть прикреплена к жесткой раме испытательной установки в двух точках с зазором Ы Ьс между ними, где:
Ьс = (длина кронштейна) + 2(.
Во время проведения испытаний на этом расстоянии не должно быть контакта между стойкой и рамой испытательной установки. Короткая часть балки должна быть присоединена посредством тестируемого кронштейна, фиксаторы (зацепы) балки должны быть установлены на штатные места. Характерные примеры подобных процедур проведения испытаний представлены на рисунке А.5.
b) Боковое смещение и скручивание конца балки должны быть предотвращены введением бокового ограничения. которое тем не менее позволяет элементам балки свободно перемещаться в направлении приложения нагрузки. Кроме того, пара кронштейнов может испытываться параллельно.
c) Нагрузку следует прикладывать на расстоянии 400 мм от боковой плоскости стойки нагружающим элементом. длина которого не менее 750 мм между шарнирными опорами, как показано на рисунке А.5.
d) Поворот должен быть измерен одним из следующих способов:
1) датчики перемещения устанавливают на пластину, закрепленную на балке, расположенную близко к кронштейну. но с достаточным расстоянием для возможности поворота кронштейна {датчики d, и dj на рисунке А.5);
2) датчик поворота присоединяется к балке на небольшом расстоянии от кронштейна.
Г — шток гидроцнлнндра испытательной установки: 2 — рама испытательной установки: 3 •— элемент стойки; 4 — кронштейн балки: S — ограничение поворота балки в боковом направлении, б — зажим.
7 — прокладка для зазора. A i 750 мм. В * 400 мм. С — расстояние между датчиками перемещения:
<3 — измерительные приборы: F—• ширина плоскости стойки; G — длина испытываемого образца:
Рисунок А.5 — Порядок проведения испытаний кронштейна балки на изгиб (показаны альтернативные варианты установки стойки)
А.2.4.3 Процедура испытаний
Процедура испытаний, показанная на рисунке А.5. подразумевает нагружение кронштейна сверху вниз. Значения жесткости и прочности должны быть получены отдельно для левого и правого кронштейна, среднее значение необходимо использовать е расчетах.
Начальная нагрузка F, примерно равная 10 % ог ожидаемой критической нагрузки, может быть приложена к соединению в сборе и затем снята. В этом случав она считается предварительной нагрузкой для осадки элементов. Показания датчиков после этого должны быть обнулены. Затем прикладываемую нагрузку F следует посте67
ГОСТ Р 56567—2015
пенно увеличивать до достижения максимальной нагрузки и разрушения соединения. Необходимо контролировать поворот соединения, и для каждого соединения должен быть получен график зависимости момента и утла поворота. в котором:
M=FB (А.7)
где
В — рычаг приложения нагрузки F:
М — расстояние между датчтками d, и показанными на рисунке А.5; б1 — деформация, измеренная датчиком d,;
— деформация, измеренная датчиком d%.
А.2.4.4 Поправки к результатам испытаний
Предел текучести и толщина материалов стойки, балки и кронштейна следует определять с учетом вычисления корректирующего коэффициента C„f
С„={ф“(|>)_5 1Д (А.9)
где ‘ ‘
^ — фактический (экспериментальный) предел текучести соответствующего элемента;
fy — номинальный предел текучести соответствующего элемента;
^ — фактическая (экспериментальная) толщина соответствующего элемента:
I — расчетная толщина соответствующего элемента: а = 0. если fy i If а = 1. если ly