Science & Technique (E-Journal) / НАУКА и ТЕХНИКА
Not a member yet
2025 research outputs found
Sort by
Ресайклинг материалов дорожных одежд: аналитический обзор
Get PDFThe paper presents an analytical review of materials recycling for pavement dressing. Recycling or repeated usage of pavement dressing materials while making reconstruction and repair of road pavements is not considered as a new conception and it has been realized in various countries of the world since 20th century. Recycling (hot, cold) is based on methods of its execution, properties of pavement dressing materials which are subjected to processing and which influence on the quality of final material, technical and operational indices, specific economic efficiency. Investigations on the processes of structure formation, thermo-physical properties in components based on granulates of transformed pavement dressings during recycling demonstrate that regeneration makes it possible to attain 100 % recovery of material properties for road pavement base. The paper describes other factors which represent a complex of challenges concerning exterior and internal problems. These problems have arisen due to actual processes of heat and mass transfer in one layer, multi-layer systems of pavement dressings. At known coefficients of heat conductivity, steam- and mass permeability, diffusion, filtration, temperature conductivity, density of material layers etc. initial and boundary conditions it is possible to carry out optimization of heat- and mass transfer problems from bottom surface of road layer to its base (sand, bulk materials, ground). In addition to it, while taking into account development of scientific prospective direction that concerns nano-technology and creation of nano-materials for higher reliability of road dressings it is necessary to consider nanomaterial science in road-construction industry as the most actual one because when we study problems pertaining to fractional composition of all road dressing components including transfer to nanomaterials, for example, application of modified water-reducing agent based on nanostructured carbon it is possible significantly to increase physical and technological properties of asphalt concrete and concrete road dressings. The paper reveals that it is necessary to continue and expand study of physical and technical and thermophysical properties of new materials on the basis of nano-technologies with application of modified, nanostructured carbon-based plasticizer for construction-road industry because especially these additives significantly increase cement activity that leads to improvement of strength, reliability and longevity for the obtained materials.Рассмотрен анализ ресайклинга материалов дорожных одежд. Переработка или многократное использование материалов одежд при реконструкции и ремонте дорожных покрытий не является новой концепцией и реализуется в разных странах мира с начала ХХ в. Ресайклинг (горячий, холодный) основан на способах его реализации, свойствах материалов дорожных одежд, подлежащих переработке, от которых зависят качество конечного материала, технико-эксплуатационные показатели, удельная экономическая эффективность. Исследования процессов структурообразования, теплофизических свойств компонентов на основе гранулятов трансформируемых дорожных покрытий в процессе ресайклинга показывают, что при регенерации добиваются полного восстановления свойств материалов для устройства оснований дорожных покрытий. В статье описываются другие факторы, которые представляют комплексы вопросов, относящиеся к «внешней» и «внутренней» задачам. Эти задачи обусловлены реальными процессами тепло- и массопереноса в одно- и многослойных системах дорожных одеждах. При известных коэффициентах теплопроводности, паро- и массопроницаемости, диффузии, фильтрации, температуропроводности, плотности материалов слоев и т.д., начальных и граничных условиях возможна оптимизация проблем теплои массопереноса от «нижней» поверхности слоя дороги к ее основанию (песок, сыпучие материалы, грунты). Кроме того, с учетом развития научно-перспективного направления, связанного с разработкой нанотехнологий и созданием наноматериалов для повышения надежности дорожных одежд, необходимо рассматривать наноматериаловедение в строительно-дорожной отрасли как наиболее актуальное, так как, изучая вопросы фракционного состава всех компонентов, составляющих дорожную одежду, включая переход к наноматериалам, например применение модифицированной пластифицирующей добавки на основе наноструктурированного углерода, можно значительно повысить физико-технологические и теплофизические свойства асфальтобетонных и бетонных цементных дорожных одежд. В статье показано, что необходимо продолжить и расширить изучение физико-технических и теплофизических свойств новых материалов на основе нанотехнологий с применением модифицируемой, пластифицирующей добавки на основе наноструктурированного углерода для строительно-дорожной отрасли, так как именно эти добавки значительно увеличивают активность цемента, что приводит к повышению прочности, надежности и долговечности полученных материалов
Применение импульсных режимов при электрохимическом полировании коррозионностойких сталей
Get PDFHowever, the ECP in its classical form has a number of significant drawbacks. One of them is a dependence of treatment modes and electrolyte compositions on the processed material. In addition, aggressive expensive electrolytes that require special technologies for disposal are used for ECP. Electrolytes in ECP often require heating to a temperature of 60–90 °C. Processing at such temperatures causes significant harm to the environment and production personnel. To eliminate the existing disadvantages of the ECP and expand its technological capabilities, a processing method with application of pulsed unipolar and bipolar modes has been proposed. As a result, fundamentally new processes of pulse ECP with a pulse duration of 0.05–20.00 ms have been developed. They provide a reduction of energy costs for the process and high efficiency of polishing in comparison with traditional DC polishing. The rate of smoothing micro-roughness of the treated surface related to the total metal removal is significantly increased. The use of pulse modes in comparison with traditional ECP allows processing in universal electrolytes of simple compositions based on sulfuric and orthophosphoric acids without addition of chromium anhydride. Application of the developed pulse modes, which will provide at low metal removal a significant change in surface roughness, is the most appropriate for the ECP of precise parts, products or parts of small cross-section and rigidity, such as medical devices for minimally invasive surgery, precision engineering parts, etc. The paper presents results of a study for influence of pulsed unipolar and bipolar ECP modes on the surface quality of stainless steel specimens, as well as a comparative analysis of the efficiency of using pulsed ECP modes instead of DC polishing. The technological parameters of ECP using pulsed modes, providing the highest quality surface polishing with high efficiency of micro-roughness smoothing and low energy consumption have been established in the paper.Электрохимическое полирование (ЭХП) поверхности металлов и сплавов в настоящее время является одним из наиболее прогрессивных технологических процессов повышения качества поверхности, несмотря на то, что используется в промышленности на протяжении многих десятилетий. В основном это связано с рядом существенных преимуществ процесса по сравнению с механическим полированием с применением свободного или связанного абразива. Однако ЭХП в его классическом виде имеет ряд существенных недостатков. Один из них – зависимость режимов обработки и составов электролита от обрабатываемого материала. Кроме того, для ЭХП применяются агрессивные дорогостоящие электролиты, требующие специальных технологий по утилизации. Электролиты при ЭХП часто разогреваются до температуры 60–90 °С. Обработка при таких температурах наносит значительный вред окружающей среде и производственному персоналу. Для устранения существующих недостатков процесса ЭХП и расширения его технологических возможностей предложен способ обработки с применением импульсных униполярных и биполярных режимов. В результате разработаны принципиально новые процессы импульсного ЭХП с длительностью импульсов 0,05–20,00 мс, обеспечивающие по сравнению традиционной обработкой на постоянном токе снижение энергетических затрат на процесс и высокую эффективность полирования, при котором скорость сглаживания микронеровностей обрабатываемой поверхности, отнесенная к общему съему металла, значительно возрастает. Применение импульсных режимов по сравнению с традиционным ЭХП позволяет выполнять обработку в универсальных электролитах простых составов на основе серной и ортофосфорной кислот без добавления хромового ангидрида. Применение разработанных импульсных режимов, которые при малом съеме металла обеспечивают существенное изменение шероховатости поверхности, наиболее целесообразно при ЭХП точных деталей, изделий или деталей малого сечения и жесткости, например, медицинских изделий для малоинвазивной хирургии, деталей точного машиностроения и др. В статье приводятся результаты исследования влияния импульсных униполярных и биполярных режимов ЭХП на качество поверхности образцов из коррозионностойкой стали, а также сравнительный анализ эффективности использования импульсных режимов ЭХП вместо постоянного тока. Установлены технологические параметры ЭХП с применением импульсных режимов, обеспечивающие наиболее качественное полирование поверхности с высокой эффективностью сглаживания микронеровностей и низкими энергозатратами
Методы исследования дорожно-транспортных происшествий с использованием современных автоматизированных средств
Get PDFThe paper presents investigation methods which are aimed at increasing an accuracy in determination of parameters for movement of vehicles in the reconstruction process of road traffic accidents. The problems with a target to improve a method for calculation of vehicle movement speed and location coordinates at different time moments have been solved in the paper. In order to determine more accurately nature of vehicle damage and their location on carriageway, a laser scanning method has been applied which makes it possible to reduce an error while determining dimensions and distances, and to shorten time for an inspection of the road traffic accident place. The presence of a scanned image in three-dimensional form allows more accurately to simulate nature and angle concerning approach of vehicles prior to a collision. A methodological support for determination of vehicle movement parameters has been developed on the basis of the recorded data from driving video recorders (DVRs). It has been established that an error in measuring a speed of movement for vehicles will depend on quality of a video image, length of the investigated area and range of possible speeds. A relative error will be the higher, the smaller we have vehicle speed range and length of the investigated section. A mathematical model of vehicle speed change in a differential form has been compiled and solved in the paper. The model allows to calculate a speed of motion at different time moments with respect to recording from driving video recorders. In addition, the developed methodology permits more accurately to determine coordinates of vehicle location on a photoand video image. This is especially important while determining places of pedestrian-road accident or vehicle collision location of the collision or the place of collision with regard to the edge of carriageway. Unlike subjective research methods when initial data for carrying out auto-technical investigations are established by interviewing witnesses and the accused, the proposed methods make it possible to permit reconstruction of a road traffic accident exclusively by objective methods with the help of automated technical means.Приведенные в статье методы исследования нацелены на повышение точности при определении параметров движения транспортных средств в процессе реконструкции дорожно-транспортных происшествий. Решены задачи, направленные на усовершенствование способа расчета скорости движения транспортных средств и координат расположения в различные моменты времени. Для более точного установления характера повреждений транспортных средств и их расположения на проезжей части применен метод лазерного сканирования, который позволяет снизить погрешность при определении размеров и расстояний, сократить время осмотра места дорожно-транспортного происшествия. Наличие сканированного изображения в трехмерном виде предоставляет возможность более точно моделировать характер и угол сближения транспортных средств перед столкновением. Разработано методическое обеспечение определения параметров движения транспортных средств по данным записей с видеорегистраторов. Установлено, что погрешность измерения скорости движения транспортных средств будет зависеть от качества изображения видеозаписи, протяженности исследуемого участка и диапазона возможных скоростей. Относительная погрешность будет тем выше, чем меньше диапазон скорости движения транспортных средств и длина участка. Составлена и решена математическая модель изменения скорости движения транспортного средства в дифференциальном виде. Модель позволяет рассчитать скорость движения в различные моменты времени применительно к записи с видеорегистратора, а также более точно рассчитать координаты расположения транспортных средств на фотои видеоизображении. Особенно это важно при определении места наезда или места столкновения относительно края проезжей части. В отличие от субъективных методов, когда исходные данные для проведения автотехнических исследований устанавливаются путем опроса свидетелей и обвиняемых, предложенные авторами способы дают возможность выполнить реконструкцию дорожно-транспортного происшествия исключительно объективными методами с помощью автоматизированных технических средств
Система обеспечения социально-экономической безопасности промышленного сектора
Get PDFMethodological basis for formation of system to ensure social and economic security make provisions for specific features of industrial sector. It is proposed to reflect specificity of its protection with the help of methodological and operational fundamentals. Methodological fundamentals have been formulated on the basis of functional specificity for ensuring social and economic security of the industrial sector which was determined with the help of research process. They create a perimeter for ensuring social and economic security which is formed by expectations of the society from defense system of the country’s industrial sector. Operational fundamentals complement functional specificity of the system for ensuring social and economic security through formation of a specific institutional framework. The framework includes the following components: modeling presupposing multivariance in escalation of adverse events in the industrial sector and methods for its evaluation; instrumental assistance which takes into account necessity for instrumental diversity in order to implement defense functions in changing criteria (environment of industrial sector functioning, its structure and state of inter-element relations); functional consistency as a requirement to balance targets for ensuring social and economic security of the industrial sector with objectives and values pertaining to formation of the country’s industrial sector which are fixed in program documents of the state.Методологические основы формирования системы обеспечения социально-экономической безопасности предусматривают особенности промышленного сектора. Специфику его защиты предлагается отобразить при помощи методических и операционных основ. Методические основы сформулированы, исходя из поставленной исследовательским процессом функциональной специфичности обеспечения социально-экономической безопасности промышленного сектора. Они образуют периметр обеспечения социально-экономической безопасности, который формируется ожиданиями общества от системы обороны промышленного сектора страны. Операционные основы дополняют функциональную специфику системы обеспечения социально-экономической безопасности при помощи формирования определенной организационной базы. Среди них отмечены следующие: моделирование, допускающее многовариантность эскалации неблагоприятных явлений в промышленном секторе и методик ее оценки; инструментальная помощь, учитывающая надобность инструментального многообразия для реализации функций обороны в изменяющихся критериях (среды функционирования промышленного сектора, его структуры и состояния межэлементных связей); функциональная согласованность как потребность соотношения целей обеспечения социально-экономической безопасности промышленного сектора к задачам и ценностям становления промышленного сектора страны, которые зафиксированы в программных документах государства
Исследование физико-механических свойств центрифугированного бетона
Get PDFThe paper presents a complex of laboratory and theoretical studies of physical and mechanical properties in centrifuged concrete while using samples of sectoral cross-section which are cut in layers from a finished product. A post made of concrete having B40 grade for compression strength and manufactured while using centrifugation with the help of РТЦ-5 machine. Assessment of heterogeneity across section thickness has been carried out by visual determination of composition changes in cross section, determination of strength, density of the obtained concrete samples, and water content over cross section of concrete mix. According to the results of a visual study on composition of a concrete structure it has been revealed that 1/8 part of the structure (from an inner surface) does not have a large aggregate. Later, as it moves to periphery, there is an increase in coarse aggregate and a decrease in size and number of cells between grains of gravel. An analysis of experimental data has shown that properties of the centrifuged concrete in samples being sawn in layers change significantly: density of concrete in samples of an inner layer is lower by 8 % than in samples of an outer layer, and compressive strength of concrete – by 34 %, water content of concrete mixture of samples of the inner layer has turned out to be by 43 % higher than in samples of the outer layer. Approximating curves showing regularities of changes in density, concrete strength, water content of concrete mixture over thickness have been constructed in the paper. Linear and exponential equations have been obtained that describe changes in physical and mechanical properties of centrifuged concrete over section depending on structure properties as a whole, which, taking into account the obtained correction factors k1 and k2, can be used with an acceptable level of confidence in practical calculations of centrifuged concrete structures. Relationship between strength of centrifuged concrete varying over cross section and action of a centrifugal force of inertia has been revealed in the paper. An equation has been obtained that relates the strength of centrifuged concrete to its density. Analysis of the research results makes it possible to assert that the main source of loading perception in centrifuged concrete structures is outer layers.В статье приведены результаты комплекса лабораторных и теоретических исследований физико-механических свойств центрифугированного бетона на образцах секторального сечения, выпиленных послойно из готового изделия. В качестве готового изделия использована стойка из бетона класса по прочности на сжатие В40, изготовленная методом центрифугирования на машине РТЦ-5. Проведена оценка неоднородности по толщине сечения путем визуального определения изменения состава по сечению, определения прочности, плотности полученных бетонных образцов, содержания воды по сечению бетонной смеси. По результатам визуального изучения состава бетонной конструкции выявлено, что 1/8 часть конструкции (от внутренней поверхности) не имеет крупного заполнителя. В дальнейшем по мере движения к периферии наблюдается увеличение крупного заполнителя и уменьшение размера и числа ячеек между зернами щебня. Анализ опытных данных показал, что свойства центрифугированного бетона в послойно распиленных образцах существенно изменяются: плотность бетона в образцах внутреннего слоя меньше на 8 %, чем в образцах наружного слоя, а прочность бетона на сжатие – на 34 %, водосодержание бетонной смеси образцов внутреннего слоя оказалось больше на 43 %, чем в образцах наружного слоя. Построены аппроксимирующие кривые, показывающие закономерности изменения плотности, прочности бетона, водосодержания бетонной смеси по толщине. Получены линейные и экспоненциальные уравнения, описывающие изменение физико-механических свойств центрифугированного бетона по сечению в зависимости от свойств конструкции в целом, которые с учетом вычисленных поправочных коэффициентов k1 и k2 могут быть использованы с приемлемым уровнем достоверности в практических расчетах центрифугированных бетонных конструкций. Выявлена связь изменяющейся по сечению прочности центрифугированного бетона с действием центробежной силы инерции. Выведено уравнение, связывающее прочность центрифугированного бетона с его плотностью. Анализ результатов исследований позволяет утверждать, что в центрифугированных бетонных конструкциях основным источником восприятия нагрузок являются наружные слои
Классификация гидравлических систем для перекачивания высоковязких жидкостей
Get PDFHydraulic systems used in mechanisms and machines are intended for mechanical movements: load lifting, material pressing, moving of working bodies, etc. Mineral oils with low viscosity are used in them as working fluids. Such liquids include food products (honey, molasses, tar, minced meat, dough, pasta, creams, starches), construction materials (clay, cement, sealant), petroleum products, etc. which are found in chemical and textile, wine and bakery, cosmetic and confectionery, dairy and paintwork, construction industry and many other areas of activity. At the same time, hydraulic systems are used in various sectors of the national economy, which are designed for pumping or transporting a high-viscosity working fluid. However, description of such hydraulic systems, their classification, specific features of the devices of which they consist, has yet received insufficient attention. In this regard, this paper provides a classification of hydraulic systems for pumping and transporting highly viscous liquids, a description of their composition, main types of pumps and devices for controlling and performing technological tasks widely used in various industries. It is shown that all pumps used for these purposes can be divided into two groups: dynamic and volumetric. The paper presents schemes of devices, a brief description and operational principle of pumps used for these purposes. The executed analysis has shown that an operation of hydraulic systems for pumping highly viscous liquids necessitates further study of their characteristics, as well as development of methods for calculation and design.Гидравлические системы, применяемые в механизмах и машинах, предназначены для осуществления механических перемещений: подъема грузов, прессования материалов, перемещения рабочих органов и пр. В качестве рабочих жидкостей в них используются минеральные масла, обладающие малой вязкостью. К таким жидкостям следует отнести пищевые продукты (мед, патоку, смолу, фарш, тесто, пасту, кремы, крахмалы), строительные материалы (глину, цемент, герметик), нефтепродукты и т. д., которые встречаются в химической и текстильной, винной и хлебопекарной, косметической и кондитерской, молочной и лакокрасочной, строительной промышленности, а также в других сферах деятельности. Вместе с тем в различных отраслях народного хозяйства используются гидравлические системы, предназначенные для перекачивания или транспортирования рабочей жидкости, обладающей высокой вязкостью. Однако описанию подобных гидравлических систем, их классификации, особенностей устройств, из которых они состоят, уделено недостаточное внимание. В связи с этим в статье приведена классификация гидравлических систем для перекачивания и транспортирования высоковязких жидкостей, дано описание их состава, приведены основные разновидности насосов и устройств для управления и выполнения технологических задач, широко используемых в различных отраслях промышленности. Показано, что все насосы, применяемые для этих целей, можно разделить на две группы: динамические и объемные. Представлены схемы устройств, краткое описание и принцип действия насосов, используемых для этих целей. Проведенный анализ показал, что эксплуатация гидравлических систем для перекачки высоковязких жидкостей вызывает необходимость дальнейшего исследования их характеристик, а также разработки методики расчетов и проектирования
Технология и физико-механические свойства керамзитопенобетона для монолитного и сборного строительства
Get PDFTheoretical and experimental investigations have resulted in obtaining an effective insulating and structural material (claydite foam concrete) that is not subjected to slump and shrinkage in the range of main grades used in construction in terms of average density D300–D700, characterized by 5–31 % greater strength and 8–27 % elasticity modulus, as well as a higher (£30.7 %) level of vapor permeability and moisture return (by 17.4–46.7 %) with lower values (by 10.0–83.2 %) of water absorption, sorption moisture and thermal conductivity in comparison with aerated concrete of autoclave hardening and foam concrete of equal density. A three-stage technology has been developed for preparing claydite foam concrete. At the first stage cement dough is prepared and if it is necessary an optimum amount of hardening accelerator (1 % CaCl2 from cement mass) and additives condensing cement stone structure (1 % Al2SO4 from cement mass ) are introduced into it, they prevent slump of a binder (foam concrete) during the subsequent hardening, and in combination with 0.5 % from cement mass “Hydroxypropylmethylcellulose УСК-200 TT” – and shrinkage of foam and claydite foam concrete during the subsequent drying. At the second stage, the binder is aerated while introducing protein-based foam agent (Laston) into the cement dough in an optimal amount (depending on the given density) 0.5–1.3 % from the cement mass; and at the third stage, expanded clay gravel is introduced into prepared foam concrete mixture (in rational amount of approximately 0.7–0.8 m3 per 1 m3 of claydite foam concrete) with continuous mixing for 60–90 seconds. Methodologies for calculation of foamand claydite foam concrete compositions have been developed; molding modes of expanded clay foam concrete with high degree of homogeneity (variation coefficient of density and strength uk £ 6.2 % in the process of manufacturing molding with layer height up to 1500 mm) have been justified that confirms efficiency of the proposed technology.В результате теоретических и экспериментальных исследований получен эффективный, не подверженный явлениям осадки и усадки теплоизоляционно-конструкционный материал – керамзитопенобетон в диапазоне основных применяемых в строительстве марок по средней плотности D300–D700, характеризующийся на 5–31 % большей прочностью и на 8–27 % модулем упругости, а также более высоким (£30,7 %) уровнем паропроницаемости и влагоотдачи (на 17,4–46,7 %) при меньших (на 10,0–83,2 %) величинах водопоглощения, сорбционной влажности и теплопроводности по сравнению с ячеистым бетоном автоклавного твердения и пенобетоном равной плотности. Разработана трехстадийная технология приготовления керамзитопенобетона, на первой стадии которой готовят цементное тесто, куда при необходимости вводят оптимальное количество ускорителя твердения (1 % CaCl2 от массы цемента) и уплотняющие структуру цементного камня (1 % Al2SO4 от массы цемента) добавки, предотвращающие осадку связующего (пенобетона) при последующем твердении, а в сочетании с 0,5 % от массы цемента «Гидроксипропилметилцеллюлозы УСК-200 ТТ» – и усадку пенои керамзитопенобетона при последующем высыхании (высушивании). На второй стадии поризуют связующее, вводя в цементное тесто белковый пенообразователь Laston в оптимальном (в зависимости от заданной плотности) количестве примерно 0,5–1,3 % от массы цемента, а на третьей стадии в приготовленную пенобетонную смесь вводят керамзитовый гравий (в рациональном количестве примерно 0,7–0,8 м3 на 1 м3 керамзитопенобетона) при непрерывном смешивании в течение 60–90 с. Разработаны методики расчета составов пенои керамзитопенобетона, обоснованы режимы формования керамзитопенобетона высокой степени однородности (коэффициент вариации плотности и прочности uk £ 6,2 % при производственном формовании слоями высотой до 1500 мм), что подтверждает эффективность предлагаемой технологии
Проектирование электрических силовых установок при поддержке многоцелевыми стратегиями оптимизации
Get PDFElectric drive systems consisting of battery, inverter, electric motor and gearbox are applied in hybridor purely electric vehicles. The layout process of such propulsion systems is performed on system level under consideration of various component properties and their interfering characteristics. In addition, different boundary conditions are taken under account, e. g. performance, efficiency, packaging, costs. In this way, the development process of the power train involves a broad range of influencing parameters and periphery conditions and thus represents a multi-dimensional optimization problem. Stateof-the-art development processes of mechatronic systems are usually executed according to the V-model, which represents a fundamental basis for handling the complex interactions of the different disciplines involved. In addition, stage-gate processes and spiral models are applied to deal with the high level of complexity during conception, design and testing. Involving a large number of technical and economic factors, these sequential, recursive processes may lead to suboptimal solutions since the system design processes do not sufficiently consider the complex relations between the different, partially conflicting domains. In this context, the present publication introduces an integrated multi-objective optimization strategy for the effective conception of electric propulsion systems, which involves a holistic consideration of all components and requirements in a multi-objective manner. The system design synthesis is based on component-specific Pareto-optimal designs to handle performance, efficiency, package and costs for given system requirements. The results are displayed as Pareto-fronts of electric power train system designs variants, from which decision makers are able to choose the best suitable solution. In this way, the presented system design approach for the development of electrically driven axles enables a multi-objective optimization considering efficiency, performance, costs and package. It is capable to reduce development time and to improve overall system quality at the same time.Системы электропривода, состоящие из аккумулятора, инвертора, электродвигателя и коробки передач, применяются в гибридных или чисто электрических транспортных средствах. Процесс компоновки таких движительных систем осуществляется на системном уровне с учетом различных свойств компонентов и их интерферирующих характеристик. Кроме того, учитываются разные граничные условия, например технические характеристики, эффективность, комплектование, стоимость. Таким образом, процесс разработки силовой передачи включает в себя широкий диапазон влияющих параметров и периферических условий и тем самым представляет собой проблему многомерной оптимизации. Современные процессы разработки мехатронных систем обычно выполняются в соответствии с V-моделью, которая представляет собой фундаментальную основу для управления сложными взаимодействиями различных дисциплин. Кроме того, применяются этапные процессы и спиральные модели, чтобы справиться с высоким уровнем сложности при разработке, проектировании и тестировании. Вовлекая большое количество технических и экономических факторов, эти последовательные рекурсивные процессы могут привести к неоптимальным решениям, поскольку процессы проектирования системы недостаточно учитывают сложные отношения между различными, частично конфликтующими областями. В этом контексте настоящая публикация представляет интегрированную многоцелевую стратегию оптимизации для эффективной концепции электрических силовых установок, включающую комплексное рассмотрение всех компонентов и требований на многоцелевой основе. Синтез системного дизайна основан на Парето-оптимальных конструкциях со специфическими компонентами с целью обеспечения работы, эффективности, комплектации и затрат, предусмотренных для данной системы. Результаты отображаются в виде Парето-фронтов вариантов систем электрических трансмиссий, из которых лица, принимающие решения, могут выбрать наиболее подходящее из них. Таким образом, представленный подход к проектированию системы для разработки осей с электрическим приводом обеспечивает многоцелевую оптимизацию с учетом эффективности, функционирования, стоимости и комплектации. Данный подход позволяет сократить время разработки и одновременно обеспечить улучшение качества системы
Железобетон при воздействии карбонизации и хлоридной агрессии: вероятностная модель расчета-прогноза срока службы
Get PDFReinforcement corrosion of marine and coastal hydraulic structures due to chloride aggression and concrete carbonization leads to a sharp decrease in structure safety. The reinforcement is subjected to a depassivation process as soon as a chloride concentration on its surface exceeds a certain threshold concentration, or the pH value in a concrete protective layer is decreased to a threshold value due to carbonation. Electrochemical reactions are realized with formation of corrosion products due to penetration of oxygen up to reinforcement surface. This leads to cracking of the concrete protective layer and decrease in reinforcement cross-section. The paper proposes a method for predicting a complex degradation of reinforced concrete structures with due account of various mechanisms of corrosion wear that allows to develop efficient methods for improvement of structure durability and maintainability which are operated in the marine environment. A methodology for forecasting of reinforced concrete service life prediction has been developed under a combined effect of carbonization and chloride aggression while using finite-difference and probability models. The paper takes into account initiation periods of reinforcement corrosion and propagation periods for conditions of Sakhalin shelf zone. Field surveys of Kholmsk and Korsakov port facilities are presented in the paper. Carbonization front and chloride content have been estimated according to depth of the concrete protective layer. The paper proposes a model that allows to determine an average period prior to repair while taking into account rate of concrete protective layer degradation caused by simultaneous action of two corrosion processes: carbonization and chloride aggression.Коррозия арматуры морских и прибрежных гидротехнических сооружений вследствие хлоридной агрессии и карбонизации бетона ведет к резкому снижению безопасности сооружения. Арматура подвергается процессу депассивации как только концентрация хлорида на ее поверхности превысит пороговую либо значение рН в защитном слое бетона уменьшится до порогового значения в результате карбонизации. При проникновении кислорода до поверхности арматуры реализуются электрохимические реакции с образованием продуктов коррозии. Это приводит к растрескиванию защитного слоя бетона, уменьшению площади сечения арматуры. В статье предложен метод прогнозирования комплексной деградации железобетонных конструкций прибрежных сооружений с учетом различных механизмов коррозионного износа, что позволяет разработать эффективные способы повышения долговечности и ремонтопригодности конструкций, эксплуатируемых в морской среде. Разработана методика прогнозирования долговечности железобетонных конструкций при совместном воздействии карбонизации и хлоридной агрессии с использованием конечно-разностной и вероятностной моделей. Учтены периоды инициирования и распространения коррозии арматуры для условий шельфовой зоны острова Сахалин. Выполнены полевые исследования сооружений портов Холмск и Корсаков. Произведена оценка фронта карбонизации и содержания хлоридов по глубине защитного слоя бетона. Предложена модель, позволяющая определить средний период до ремонта с учетом скорости деградации защитного слоя бетона от одновременного воздействия двух коррозионных процессов: карбонизации и хлоридной агрессии
Решение контактной задачи для узла опирания балочной шарнирно опертой плиты
Get PDFThe paper considers a solution of contact problem for hinged supporting node of beam floor slab (coating). The main goal is to determine a stress state of the area where a plate rests on the wall. In this case, a number of problems are solved: construction of reactive pressure diagrams in the area of direct plate and wall contact, clarification of the calculated plate span, influence of contact zone size on a value of maximum bending moment in the middle of the plate, determination of contact area at various indices of flexibility and comparison of the obtained results with the known solution of rigid stamp and elastic quarter-plane interaction. The calculation has been carried out by the Zhemochkin method, its implementation for the given task corresponds to a mixed method of structural mechanics. As an illustration, the calculation has been performed on a concentrated load applied in the middle of the plate span. In the course of the study, it has been established that when a reinforced concrete slab rests on concrete and brick walls, the contact zone reduces itself to two Zhemochkin sections. When a flexibility index is decreased that corresponds to slab support on a less rigid base, the contact area is increased, and that, in its turn, has an influence on an increase of the calculated slab span and the bending moment in the middle of the slab. In the case of an absolutely rigid plate support (flexibility index is equal to zero), the contact stresses reach their maximum value at the point of plate edge contact and elastic quarter-plane. The nature of the diagram is confirmed by an analytical dependence of contact stress distribution obtained by Aleksandrov V. M. when solving a problem of pressing a rigid stamp into an edge of an elastic wedge.Рассматривается решение контактной задачи для шарнирного узла опирания балочной плиты перекрытия (покрытия). Основная цель заключается в определении напряженного состояния области опирания плиты на стену. При этом решаются задачи построения эпюры реактивных давлений в области непосредственного контакта плиты и стены, уточнения расчетного пролета плиты, влияния размера зоны контакта на величину максимального изгибающего момента в середине плиты, определения области контакта при различных показателях гибкости и сравнения полученных результатов с известным решением взаимодействия жесткого штампа и упругой четвертьплоскости. Расчет ведется методом Б. Н. Жемочкина, реализация которого для данной задачи соответствует смешанному методу строительной механики. В качестве примера расчет выполняется на сосредоточенную нагрузку, приложенную в середине пролета плиты. В ходе исследования установлено, что при опирании железобетонной плиты как на бетонную стену, так и на кирпичную зона контакта сводится к двум участкам Жемочкина. При уменьшении показателя гибкости, что соответствует опиранию плиты на менее жесткое основание, возрастает контактная область, что, в свою очередь, влияет на увеличение расчетного пролета плиты и изгибающего момента в середине плиты. В случае опирания абсолютно жесткой плиты (показатель гибкости равен нулю) контактные напряжения достигают своего максимума в месте контакта края плиты и упругой четвертьплоскости. Характер эпюры подтверждается аналитической зависимостью распределения контактных напряжений, полученной В. М. Александровым при решении задачи о вдавливании жесткого штампа в грань упругого клина