ПРОФИЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

Полезная модель относится к области конструктивных материалов и может быть использована в машиностроении и строительстве.
По патенту RU 36687 известен профильный элемент, выполненный в сечении в виде четырехугольника с отверстием, имеющий выступы на наружных гранях с тупыми и прямыми углами, отличающийся тем, что угловые участки четырехугольника выполнены в виде подпорных ребер с заплечиками, на внешней поверхности заплечиков сформированы прорезные пазы, а в основании подпорных ребер расположены прорезные отверстия, на каждой грани выступы выполнены в виде полки с заплечиками, которая образует между собой и угловыми участками разомкнутое пространство.
Недостатком известного устройства является недостаточная прочность конструкции в местах соединения подпорных ребер с заплечиками.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является известный по патенту RU 36688 профильный элемент, в сечении выполненный в виде четырехугольника с отверстием, имеющий выступы на наружных гранях с тупыми и прямыми углами, причем угловые участки четырехугольника выполнены в виде подпорных ребер с заплечиками, отверстие выполнено под крестообразный шлиц, а заплечики образуют в контуре профиля Т-образные пазы на гранях.
Недостатком прототипа, как и предыдущего аналога, является недостаточная прочность конструкции в местах соединения подпорных ребер с заплечиками, где по специфике их работы находятся опасные сечения (места с максимальным изгибающим моментом). Прямые углы Т-образного паза способствуют неравномерному распределению напряжений в сечении профиля и концентрации в них напряжений, снижающих эксплуатационные характеристики профиля и способствующие зарождению в углах микротрещин, приводящих к последующему разрушению профильного элемента.
Концентрация напряжений - в теории упругости, сосредоточение больших напряжений на малых участках, прилегающих к местам с резким изменением формы поверхности или сечения деформированного тела. Факторами, обусловливающими концентрацию напряжений (концентраторами напряжений), могут быть отверстия, полости, трещины, выточки, надрезы, углы, выступы, острые края, резьба, а также различные неровности поверхности (риски, царапины, метки, неровности поверхности сварных швов и т.п.).
Концентраторы напряжений - местные резкие изменения однородности (формы и, следовательно, жесткости) конструкции, приводящие к резкому местному (локальному) повышению напряжений в конструкции.
Техническим результатом заявленной полезной модели является устранение указанного недостатка путем увеличения прочности конструкции в местах соединения подпорных ребер с заплечиками, улучшение эксплуатационных качеств.
Технический результат достигается тем, что в профильном элементе, выполненном в сечении в виде контура, где угловые участки выполнены в виде подпорных ребер с заплечиками, а на гранях образованы Т-образные пазы, согласно полезной модели, внутренние углы Т-образных пазов в местах соединения подпорных ребер с заплечиками выполнены скругленными.
Радиус скругления углов выполняется в промежутке от 0,1 до 4 мм.
Выполнение внутренних углов Т-образного паза и углов по периметру профильного элемента скругленными позволяет снизить эффект концентрации напряжений, улучшить эксплуатационные качества профиля и повысить сопротивление разрушению.
Аналогичным приемом применения скруглений для снятия концентраторов напряжений является использование галтелей на валах при ступенчатом изменении их диаметров. Причем максимальные напряжения резко возрастают по мере уменьшения радиуса скругления.
Выполнение внутренних углов скругленными позволяет оптимально распределить напряжения по площади контура паза.
Максимальный размер паза не позволяет выполнить скругления внутренних углов радиусом более 4 мм, поскольку это будет мешать соединению профилей в единую конструкцию. К тому же в местах соединений, как правило, не создается напряжений, требующих для их распределения по контуру радиуса более 4 мм. При выполнении радиуса скругления внутренних углов менее 0,1 мм заявленный положительный эффект не достигается, поскольку радиус скругления менее 0,1 мм максимально приближается к прямому углу и напряжение не распределяется по контуру паза, а так же скругления с таким радиусом затруднительно выполнить технологически.
Сущность заявленной полезной модели поясняется рисунком:
На рис.1 изображено поперечное сечение профильного элемента;
На рис.2 показан вырыв А поперечного сечения профильного элемента.
Профильный элемент, выполненный в сечении в виде контура, где угловые участки выполнены в виде подпорных ребер 1 с заплечиками 2, а на гранях образованы Т-образные пазы 3, а внутренние углы 4 Т-образных пазов 3 в местах соединения подпорных ребер 1 с заплечиками 2 выполнены скругленными.
Радиус R скругления углов 4 выполняется в промежутке от 0,1 до 4 мм.
Профильный элемент может быть выполнен в сечении в виде треугольника, четырехугольника, либо многоугольника с пустотами. Скругленными могут быть выполнены все углы внутри Т-образного паза, а также внешние углы по периметру контура.