Preview

Научный рецензируемый журнал "Вестник СибАДИ"

Расширенный поиск
Том 18, № 5 (2021)
Скачать выпуск PDF
https://doi.org/10.26518/2071-7296-2021-5

ТРАНСПОРТНОЕ, ГОРНОЕ И СТРОИТЕЛЬНОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕ 

476-487 52
Аннотация

Введение. Агрегат непрерывного действия для формирования подстилающего слоя предназначен для увеличения производительности труда при строительстве автомобильных дорог и других объектов, для строительства которых необходимо снятие верхнего слоя грунта. Для рыхления грунта в агрегате использованы долотообразные рабочие органы. Часто для резания грунта применяют дисковые рабочие органы, поэтому вызывает практический интерес целесообразность применения пассивных дисков в дорожно-строительных технических средствах, в частности, в агрегате непрерывного действия для формирования подстилающего слоя автомобильных дорог. Несмотря на большое количество работ, подробный анализ работы пассивных дисков не был произведён. Поэтому для сопоставления затрат энергии на резание грунта пассивными дисками и долотообразными рабочими органами необходимо произвести теоретический анализ работы пассивных дисков. Анализ затрат энергии дискового рыхлителя невозможно осуществить, не имея ориентировочных значений его геометрических, кинематических и динамических параметров.
Методика исследования. В составе агрегата непрерывного действия для формирования подстилающего слоя автодорог каждый диск был бы зажат грунтом с обеих сторон и осуществлял зажатое резание, поэтому для анализа принят дисковый рыхлитель, агрегатируемый с отдельным энергетическим устройством. На основе конструктивной компоновки выявлены рациональные геометрические параметры дискового рыхлителя. Разработана методика расчёта его кинематических и динамических параметров. В частности, рассмотрена методика определения средневзвешенной окружной скорости диска, угловой скорости диска и окружной скорости точки на кромке лезвия диска. Рассмотрены режимы резания грунта различными участками диска.
Результаты. На основе разработанной методики выявлена зависимость минимального диаметра диска от глубины разработки грунта. Вычислен момент сопротивления грунта вращению дисков. Определена горизонтальная и вертикальная составляющая сопротивления грунта переднему диску, осуществляющему зажатое резание, и последующим дискам, осуществляющим полузажатое резание грунта. Выявлена необходимая сила тяги энергетического устройства для резания грунта дисковым рыхлителем и зависимость силы тяги энергетического устройства для резания грунта от глубины разработки грунта. Вычислена производительность агрегата, включающего энергетическое устройство и дисковый рыхлитель.
Заключение. Так как в составе агрегата непрерывного действия для формирования подстилающего слоя автодорог диски будут осуществлять зажатое резание грунта, то для предварительного рыхления грунта дисками более целесообразно использовать отдельный агрегат, включающий энергетическое устройство и дисковый рыхлитель. На основании проведённых теоретических исследований выявлена необходимая сила тяги энергетического устройства для резания грунта и общее тяговое усилие, необходимое для перемещения дискового рыхлителя. Вычислена производительность агрегата. Для сопоставления затрат энергии на резание грунта пассивными дисками и долотообразными рабочими органами необходимо произвести теоретический анализ затрат энергии на работу пассивных дисков.

488-496 56
Аннотация

Введение. Применение трубопроводного транспорта для перемещения углеводородного сырья, нефтепродуктов является основной стратегической системой России с огромным объемом грузооборота. Доля трубопроводного транспорта в грузообороте транспортной системы России составляет свыше 48%. Проведение сервисных работ трубопроводной системы невозможно без использования средств механизации и специального оборудования. Так, для восстановления ее работоспособного состояния используют различные варианты комплектов машин.
Реализация методики. В результате проведенных исследований подобран комплект машин для выполнения технологических операций капитального ремонта участка стального магистрального трубопровода. Рассчитаны основные технико-экономические показатели, с учетом которых обоснована эффективность и целесообразность использования комплекта машин.
Результаты. Определена экономическая эффективность комплекта ремонтно-строительной колонны, включающей гидравлический экскаватор с разработанным фрезерным рабочим оборудованием, новизна которого подтверждена патентами на полезную модель РФ.
Обсуждение и заключение. Направлениями дальнейших исследований является расчет и обоснование необходимых режимных параметров для внедрения в эксплуатацию фрезерного рабочего оборудования гидравлического экскаватора.

ТРАНСПОРТ 

498-509 38
Аннотация

Введение. Статья посвящена планированию работы грузовых автомобилей, эксплуатационные характеристики которых позволят перевозить грузы, различные по своим свойствам, за счет внесения изменений в конструкцию этих автомобилей. Целью исследования является разработка нового научно-методического подхода для планирования работы грузовых автомобилей, позволяющего учитывать соответствие контролируемых параметров автомобиля требуемым значениям при внесении изменения в конструкцию; планового объема технических воздействий требуемому объему по периодам эксплуатации автомобилей в определенных условиях; объема перевозок в договоре плановой выработки автомобилей на перевозку различных видов грузов.
Материалы и методы. Для планирования работы грузового автомобиля с учетом внесения изменений в его конструкцию требуется применение усовершенствованных методов оптимизации планирования работы грузового автотранспортного предприятия, представляющую собой взаимосвязь деятельности по перевозке грузов, техническому обслуживанию и текущему ремонту. Основой представленных материалов и методов являются научные работы отечественных и зарубежных ученых по эксплуатации автомобилей с внесением изменений в его конструкцию; основные положения Федеральных законов в части разрешений на эксплуатацию автомобилей. Методологической базой теоретических и экспериментальных исследований является системный анализ и логический анализ.
Результаты. Авторами разработан научно-методический подход планирования работы грузового автомобиля с учетом внесения изменений в его конструкцию для выполнения условий договоров и получения прибыли автотранспортным предприятием.
Обсуждение и заключение. Реализация и апробация научно-методического подхода были выполнены по алгоритму разработанной методики в условиях работы автотранспортного предприятия г. Омска. Была проведена процедура по получению свидетельства в ГИБДД после внесения изменений в конструкцию автомобиля КамАЗ-53212 с целью эксплуатации его в качестве самосвала, выполнен расчет затрат и прибыли для выполнения условий договоров при перевозке различных видов грузов.

510-523 44
Аннотация

Введение. Отличительной особенностью условий труда на арктических территориях является продолжительный период воздействия низких температур. Пассажирские перевозки автомобильным транспортом становятся одним из ключевых аспектов обеспечения непрерывности производственного процесса. Задачу доставки работающих к месту производства работ, перемещения их между рабочими зонами в течение рабочей смены решают применением колесных транспортных средств различных категорий. Одним из наиболее широко распространенных типов колесных транспортных средств, используемых для транспортирования работающих, являются колесные транспортных средств категории М3 вместимостью не более 22 пассажиров. Обеспечение теплового комфорта пассажиров транспортных средств представляется актуальным, т.к. обеспечение биофизической совместимости минимизирует риски получения работающими холодовых травм и сохраняет высокий уровень работоспособности.
Материалы и методы. Представлены результаты анализа российских и зарубежных исследований в направлении обеспечения теплового комфорта и биофизической совместимости в замкнутых объемах. Приведены результаты компьютерного моделирования динамики параметров микроклимата в пассажирском салоне колесного транспортного средства категории М3 вместимостью не более 22 пассажиров.
Результаты. В работе представлены результаты теоретических исследований, параметров микро- климата в пассажирском салоне транспортных средств с учетом дыхания пассажиров и изменения газового состава выдыхаемого воздуха. Были проведены теоретические исследования работы системы отопления пассажирского салона с учетом уточненной модели дыхания пассажиров. Получены распределения параметров микроклимата в сечении пассажирского салона при использовании системы отопления с одним отопителем, произведена оценка влияния дыхания пассажиров на параметры микроклимата в пассажирском салоне.
Обсуждение и заключение. На основе численного решения системы уравнений теплообмена сформулированы направления дальнейших исследований и рекомендации, позволяющие обеспечить тепловой комфорт в пассажирском салоне колесного транспортного средства в условиях пониженных температур. Материалы работы могут представлять интерес для специалистов, занимающихся проектированием и эргономикой колесных транспортных средств, охраной труда.

524-533 40
Аннотация

Введение. Обеспечение безотказной работы автомобильного транспорта является одной из приоритетных задач. Функционирование двигателя внутреннего сгорания, важнейшего агрегата, невозможно без корректной работы топливных форсунок. Современная электромагнитная форсунка является достаточно надежным элементом двигателя, однако может быстро выйти из строя при использовании некачественного топлива. Постоянный контроль технического состояния форсунок при помощи встроенных систем диагностики автомобиля позволит предотвратить такие негативные последствия, как перерасход топлива, образование вредных веществ в отработавших газах, ухудшение тягово-скоростных характеристик транспортного средства.
Материалы и методы. Исследования проводились методом физического моделирования, разработан лабораторный стенд, имитирующий работу топливной системы двигателя. В качестве объекта выбрана форсунка Bosch0280 158 996, управление которой осуществлялось при помощи электронного блока на базе Arduino. Проведена серия однофакторных экспериментов, по результатам которых построена зависимость скорости падения давления от загрязненности сопла форсунки.
Результаты. Определен допустимый норматив скорости падения давления при работе электромагнитной форсунки, позволяющий однозначно определять её техническое состояние (исправна/неисправна). Предложен алгоритм проверки форсунок, а также способ его реализации на современных легковых автомобилях.
Обсуждение и заключение. Полученная зависимость качественно совпадает с результатами исследований других авторов. Существует успешный опыт внедрения подобных алгоритмов на современных автомобилях. Внедрение результатов исследования позволит своевременно выявлять неисправные (загрязненные) электромагнитные форсунки и предотвратить негативное воздействие как на детали двигателя, так и на экологию.

534-543 31
Аннотация

Введение. Экологическая безопасность автомобилей с дизельным двигателем не теряет своей актуальности. В условиях ужесточения требований к дизельному топливу содержание многих вредных выбросов в отработавших газах, в том числе серы, не допускается. Как известно, малосернистые топлива требуют наличия присадок, улучшающих смазывающие свойства дизельного топлива. Несоответствие требованиям по смазывающим свойствам значительно влияет на ресурс топливоподающей системы дизельного двигателя, прежде всего системы Common Rail. В связи с перечисленными выше обстоятельствами выдвинута гипотеза о том, что растительное масло в небольших концентрациях может служить для улучшения смазывающих свойств топлив.
Материалы и методы. В своих исследованиях авторы провели эксперименты по стандартной методике HFRR (высокочастотного поступательного движения шарика, трущегося по пластине в топливе). Для визуальной оценки пятен износа и измерения их размеров применяли микроскоп. В качестве образцов для экспериментов брали дизельное топливо и в определенных пропорциях добавляли к нему растительное масло в качестве присадки.
Обсуждение и заключение. Добавка растительного масла способна улучшать смазывающие свойства дизельного топлива, даже не соответствующего ГОСТу по этому параметру. Проведенные эксперименты позволяют заключить, что добавление растительного масла в процентном отношении к дизельному топливу практически линейно снижает диаметр пятна износа.

544-553 31
Аннотация

Введение. Стремительный рост автомобильного парка страны и увеличивающиеся темпы объема перевозок приводят к возникновению различного рода транспортных проблем. Особенно остро это наблюдается на регулируемых участках, расположенных вблизи логистических парков, а также промышленных зонах городов. Здесь в общем транспортном потоке превалируют грузовые автомобили, которые отличаются от легковых автомобилей своими габаритными параметрами и динамическими характеристиками. Для единообразия транспортного потока определенное различие компенсируется специализированными коэффициентами приведения к условному легковому автомобилю. Выполненное исследование направлено на установление основных методов, применяемых при приведении грузовых транспортных средств к условному легковому автомобилю, и оценку существующих коэффициентов приведения грузовых транспортных средств к условному легковому автомобилю посредством определения значения приведенной интенсивности дорожного движения.
Методы и материалы. В рамках выполненного исследования применены натурные методы сбора данных для проведения последующего расчета. При осуществлении анализа определенных параметров установлены математические модели, лежащие в основе определенных значений коэффициентов приведения грузовых автомобилей к условному легковому автомобилю.
Результаты. В ходе выполненного исследования авторами произведена классификация методов определения коэффициентов приведения грузового автомобиля к условному легковому автомобилю. Установлены значения коэффициентов приведения по некоторым из них, которые возможно использовать при проведении расчета параметров регулируемого участка. Произведен расчет приведенной величины интенсивности дорожного движения на установленном объекте исследования – регулируемом перекрестке с использованием различных коэффициентов приведения, установленных ранее. Дана оценка полученным результатам.
Заключение. Анализ, полученный в результате расчетов, значений, показал значительное их отличие друг от друга с разницей в 12%, 53% и 300% от значения общей (неприведенной) интенсивности.

554-564 38
Аннотация

Введение. Рассматривается проблематика транспортного шума на улично-дорожной сети городов. Исследуются причины ежегодного увеличения уровня звука на городских дорогах в России и за рубежом, а также факторы, способствующие этому. Цель работы: на основании проведенного теоретического исследования и полученных экспериментальных данных разработать мероприятия, способствующие повышению экологической безопасности города, построить модели зависимости уровня шума от интенсивности движения с учетом особенностей организации дорожного движения и градостроительства в г. Тамбове.
Материалы и методы. Измерения уровня звука на улично-дорожной сети г. Тамбова проводились в соответствии с методикой, указанной в ГОСТ 20444–2014, которая предусматривала оценку фактических шумовых характеристик транспортных потоков (в разрезе по типу транспортного средства). Замеры проводились с помощью шумомера летом и зимой в пиковое и межпиковое время в будние дни.
Результаты. Исследование уровня шума на улично-дорожной сети г. Тамбова показало превышение данного показателя относительно нормы на 7–18% в зависимости от пикового и межпикового времени, а также летнего и зимнего периода. Построена зависимость интенсивности движения транспортных средств от уровня шума в летний и зимний период.
Обсуждение и заключение. Были предложены мероприятия, в том числе градостроительные, способствующие снижению уровня звука на рассматриваемых участках. Комплекс указанных мероприятий позволит снизить уровень транспортного шума на улично-дорожной сети города в среднем на 5–15 дБА.

СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА 

566-575 38
Аннотация

Введение. В статье рассмотрена актуальная проблема утилизации техногенных отходов (осадка сточных вод). По литературным данным определены и рассмотрены возможные направления применения осадков сточных вод в производстве строительных материалов. Особое внимание уделено предложенному варианту систематизации материалов, в основу которого положена зависимость агрегатного состояния осадка от вида строительного материала. Предлагается использовать осадки сточных вод в качестве добавки, позволяющей улучшить подвижность бетонной смеси.
Методы и материалы. Исследования основных свойств сырьевых компонентов и бетона на их основе определяли с помощью стандартных методик и требований национальных стандартов. Вещественный и химический состав осадков, их физико-механические характеристики определены на базе лаборатории завода химконцентратов (г. Новосибирск).
Результаты. В результате проведенных экспериментальных работ определено оптимальное процентное содержание осадка сточных вод в составе тяжелого бетона, а также отношение химической модифицирующей добавки, исследован оптимальный состав бетона.
Заключение. В результате проведенных экспериментальных работ установлено влияние введения в состав бетона модифицированных пластифицирующими добавками осадков сточных вод. Установлено, что осадок сточных вод целесообразно применять в тяжелых бетонах в качестве корректирующей добавки, без снижения прочностных характеристик. В дальнейших исследованиях предполагается решить вопросы применения золы от сжигания осадка сточных вод, ее влияния на реологические свойства бетонной смеси; исследовать зависимость между химическим составом осадков и физико-механическими свойствами строительного материала.

576-613 45
Аннотация

Введение. Проверка грунтов земляного полотна и слоев дорожной одежды из слабосвязных1 материалов по сопротивлению сдвигу является одним из трех обязательных условий расчета дорожных одежд по критериям прочности. Методика проверки грунтов земляного полотна и песчаных слоев дорожной одежды постоянно модифицируется, из-за чего в каждой новой версии нормативного документа появляются изменения, касающиеся определенных деталей расчета. Цель настоящей работы состоит в анализе, подчеркивающем достоинства классического решения А.М. Кривисского и раскрывающем суть ошибок, допущенных в последующих модификациях этого расчета.
Материалы и методы. Анализ решений выполнен с позиций соответствия основам механики. При этом показано, что расчет полного напряжения сдвига в классическом решении А.М. Кривисского выполняется в соответствии с принципом суперпозиции силы, состоящем в расчете компонент тензора напряжений от каждой силы (временной нагрузки и собственного веса материалов слоев) отдельно с последующим суммированием соответствующих составляющих. При этом активные напряжения сдвига от временной нагрузки и собственного веса материалов рассчитываются как эквивалентное напряжение критерия Мора – Кулона. Вычисление этих обеих составляющих полного напряжения сдвига выполняется при одном и том же значении угла внутреннего трения. Извесно, что для критерия Мора – Кулона угол наклона площадки скольжения к главным осям определяется суммой или разностью 45 градусов и половины угла внутреннего трения. Значит, касательное и нормальное напряжения, являющиеся составляющими активного напряжения сдвига как от временной нагрузки, так и собственного веса материалов, определены для одной и той же площадки сдвига, повернутой к главным осям под одним и тем же углом. В действующих нормативных расчетах активные напряжения сдвига от временной нагрузки и собственного веса материалов определены при разных углах внутреннего трения. Значит, активные напряжения сдвига от временной нагрузки и собственного веса материалов действуют на двух разных площадках сдвига, повернутых к главным осям под разными углами. Такие напряжения нельзя суммировать или сравнивать друг с другом. Помимо этой ошибки нормативных методов расчета приведены другие их недостатки.
Результаты. В результате подробного анализа известных модификаций классического решения установлены очевидные противоречия принципам механики сплошной среды. В качестве альтернативы современным критериям расчета по сопротивлению сдвигу предложен трехпараметрический критерий пластичности грунта, в котором напряжение сдвига превышает эквивалентное напряжение в критерии Мора – Кулона. Показан принцип вывода из рассматриваемых критериев прочности формул для вычисления первой критической нагрузки и полного напряжения сдвига.
Заключение. Сделаны выводы о необходимости возврата к классическому решению, полученному специалистами Ленинградской школы СССР, или разработки принципиально нового решения, базирующегося на новом условии пластичности, в котором полное напряжение сдвига превышает аналогичную характеристику напряженного состояния –оригинального критерия Мора – Кулона.

614-632 30
Аннотация

Введение. Целью статьи является математическое моделирование зависимости секущего модуля деформации от влажности грунта и содержания щебня в грунтощебеночном образце на при одноосном сжатии. Необходимость построения такой математической модели необходима для введения поправочных коэффициентов к значениям штамповых модулей деформации грунтощебеночного слоя, вычисленных по данным испытаний, поставленных при других влажностях грунта, например, при испытаниях в лотке или на дорогах в нерасчетный период года.
Материалы и методы. Для выполнения испытаний при помощи большого прибора стандартного уплотнения изготовлены цилиндрические образцы высотой 20 см и диаметром 10 см. В образцах варьировалось содержание щебня смеси фракций 5–10 и 10–20 мм. Приведены методики насыщения образцов водой и их испытания одноосным сжатием. Изложены правила обработки результатов эксперимента, к которым относится корректировка начальной части графической зависимости деформации от давления и статистическая обработка результатов. Выполнен анализ методов вычисления модуля деформации, которые классифицированы на три вида: секущий модуль, касательный модуль и кусочно-линейный модуль. На основе этого анализа обоснован способ вычисления модуля деформации грунтощебеночного образца при одноосном сжатии.
Результаты. Приведены результаты экспериментального определения деформационных характеристик грунтощебеночных образцов при одноосном сжатии. Получена математическая модель зависимости модуля деформации грунтощебеночного образца от влажности грунта и содержания щебня, применяемых в грунтово-щебеночной смеси.
Обсуждение и заключение. Даны рекомендации по применению результатов исследования для разработки альбома типовых конструкций дорожных одежд низшего типа в районах Омской области.



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2071-7296 (Print)
ISSN 2658-5626 (Online)