Preview

Научный рецензируемый журнал "Вестник СибАДИ"

Расширенный поиск
Том 16, № 4 (2019)
Скачать выпуск PDF
https://doi.org/10.26518/2071-7296-2019-4

ТРАНСПОРТНОЕ, ГОРНОЕ И СТРОИТЕЛЬНОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕ

400-407 381
Аннотация

Введение. В статье рассматривается дроссельное регулирование, обеспечивающее неразрывность потока рабочей жидкости, с целью предотвращения процесса кавитации в гидроприводе грузоподъемного механизма под действием статических и динамических нагрузок с учетом упругих деформаций гидросистемы при опускании стрелы с грузом. Опускание стрелы осуществляется подачей рабочей жидкости в штоковую полость цилиндра насосом постоянной производительности, слив рабочей жидкости – через дроссель одностороннего действия. 

Материалы и методы. Для обеспечения неразрывности потока в штоковой полости гидроцилиндра расход рабочей жидкости из поршневой полости должен обеспечить постоянную скорость перемещения поршня независимо от изменения внешней нагрузки. Регулирование скорости опускания стрелы осуществляется изменением эффективного сечения отверстия дросселя при переменном давлении. При решении задачи использовались теории динамики гидроприводов, механизмов и машин, сопротивления материалов и дифференциальных уравнений. 

Результаты. Представленная методика позволяет на стадии проектирования определять величину давления рабочей жидкости на входе в дроссель и закономерность ее изменения, а также площадь отверстия дросселя, обеспечивающего неразрывность потока при опускании стрелы, в зависимости от конструктивных особенностей кинематической схемы грузоподъемного механизма, массы опускаемого груза и технологического оборудования, углового ускорения стрелы и модуля упругости элементов гидросистемы.

408-415 99
Аннотация

Введение. В статье описано направление исследования в области устройства покрытий с помощью катка. Изучена текущая ситуация в сфере применения асфальтобетона как дорожного покрытия, а также дан краткий экскурс в историю материала. Выявлены предпосылки, обосновывающие необходимость в создании рекомендаций, схемы и методики экспериментального изучения рабочего органа и материала в лабораторных условиях различного характера. Целью работы является создание принципиальной схемы стенда и методики для экспериментальных исследований рабочего органа катка в лабораторных условиях.

Материалы и методы. В статье описан лабораторный стенд для экспериментов в области рабочего оборудования катка. Рассмотрена конструкция, состоящая из основания, короба жесткости, направляющих и подвижной части с каркасом и подвешенным над ёмкостью для уплотняемого материала оборудованием.

Результаты. Дана подробная методика проведения экспериментов и рекомендации по её преобразованию под иные исследования в рассматриваемой области. В статье представлены все необходимые данные для проектирования, конструирования стенда и проведения экспериментов с рабочим оборудованием катка.

Обсуждение и заключение. Исследователи, особенно начинающие и обладающие небольшим финансированием, получили дополнительный инструмент в изучении зависимостей и явлений, возникающих во время уплотнения катком материала. Создана схема для исследования рабочего органа катка для условий как маленьких помещений, так и обширных лабораторий.

416-430 91
Аннотация

Введение. Робототехника сегодня одно из важнейших направлений фундаментальных, научно-технических и прикладных исследований, основными проблемами которого являются разработка схем получения информации об окружающей среде, создание искусственного интеллекта и эффективных систем управления сложными динамическими объектами в условиях существующей неопределенности. В последние годы робототехника переживает этап стремительного развития, все больше охватывая гражданскую и военную сферы человеческой деятельности. Количество разработанных и внедренных мобильных беспилотных роботизированных комплексов военного и двойного назначения в разы превышает количество разработок роботизированных комплексов гражданского назначения. Целью данной работы является обзор наиболее перспективных на сегодняшний день образцов мобильной беспилотной роботизированной техники, применяемой в различных сферах человеческой деятельности.

Результаты. В статье проведен обзор современных разработок мобильных беспилотных роботизированных комплексов гражданского назначения, применяемых в сельскохозяйственном комплексе, промышленном и гражданском строительстве, а также грузоперевозках. Рассмотрены перспективные образцы российской и иностранной беспилотной роботизированной техники. Сформулированы факторы, от которых в большей степени зависит потребность ключевых сфер человеческой деятельности в создании и внедрении беспилотных мобильных роботизированных комплексов. Приведен перечень основных программ и концепций развития Российской Федерации, в соответствии с которым ведутся разработки в области роботизации.

Обсуждение и заключение. Выявлены основные элементы автоматизированных систем управления, навигации и автопилотирования, выступающие базой мобильных беспилотных роботизированных комплексов. Раскрыто понятие «фовеальное зрение», позволяющее быстро и точно распознавать неровности дорожного полотна и препятствия на пути следования транспортного средства.

ТРАНСПОРТ

432-445 130
Аннотация

Введение. Статья посвящена исследованию методов ввода дополнительной левоповоротной фазы регулирования, даны основные зарубежные и отечественные методы, используемые при специализации левого поворота в отдельную фазу регулирoвания. Исследован один из наиболее нагруженных перекрестков г. Воронежа, установлены основные характеристики транспортного потока, в результате выполненного научного анализа предлагается использование нового подхода к специализации левопоротного направления в отдельную фазу регулирования. Определены новые параметры, подлежащие учету, при выборе необходимого способа организации движения на регулируемых перекрёстках.

Методы и материалы. Основные методы, существующие сегодня, условно отнесены к двум подходам – аварийности участка и характеристики транспортного потока (скорости движения и интенсивности левоповоротного потока). Применение нового подхода с учетом ранее не учитываемых параметров (скорости движения, задержки транспортных средств и длины очереди) позволяет наиболее эффективно управлять перекрестком за счет оптимального выбора необходимого способа организации движения в результате изменения рассматриваемых параметров при сочетании интенсивности левоповоротного потока и прямого конфликтующего потока.

Результаты. Авторами разработан подход к вводу дополнительной левоповоротной секции на регулируемом перекрестке, основанный на сопоставлении интенсивностей левоповоротного и прямого конфликтующего потока и анализа изменения основных характеристик транспортного потока (скорости движения, задержек транспортных средств и длины очереди).

Заключение. Сделан вывод о необходимости использования предлагаемого подхода на стадии моделирования, проектирования и реорганизации регулируемого участка на основании изменения основных характеристик транспортного потока.

446-454 81
Аннотация

Введение. Эффективная работа автомобилей во многом зависит от состояния двигателей, простоев их в техническом обслуживании и ремонте. Так как техническое обслуживание современных двигателей часто сводится к замене моторного масла, то увеличение продолжительности его работы значительно сокращает эксплуатационные затраты и простои в техническом обслуживании. Длительная безремонтная эксплуатация двигателей внутреннего сгорания автомобильной техники непосредственно связана с состоянием моторного масла, применяемого в данном силовом агрегате. Основной причиной написания работы явилась необходимость показать особенности эксплуатации техники при значительных интервалах замены моторных масел с целью повышения эффективности её использования. В работе приведены данные об особенностях эксплуатации техники при использовании высококачественных моторных масел с увеличенными интервалами замены.

Материалы и методы. Эксплуатационные испытания проводились на базе автомобилей Mercedes-Benz Axor, Mercedes-Benz Actros. Завод-изготовитель предоставил оценочные показатели работоспособности моторных масел для двигателей. Основные характеристики работоспособности моторных масел оценивались стандартными методами: кинематическая вязкость измерялась при помощи вискозиметра Штабенгера, щелочное число определялось автоматическим титратором АТ-500, содержание продуктов износа было получено эмиссионным спектрофотометром со связанной плазмой ASP.

Результаты. Представлены данные о зависимости изменения основных показателей работоспособности моторных масел от наработки, а также обоснованы требования к объёмам доливаемых свежих моторных масел для восполнения потерь.

Обсуждение и заключение. Промежуточный контроль, описываемый в статье, позволяет выявить неисправности двигателей внутреннего сгорания автомобиля, а также дать наиболее точный прогноз о ресурсе рассматриваемого смазочного материала. Увеличение интервалов замены моторного масла позволяет получить значительный экономический эффект.

СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА

456-471 90
Аннотация

Введение. Остаточные деформации, накапливаемые материалами конструктивных слоев дорожных одежд и грунтов земляного полотна, оказывают существенное влияние на ровность дорожных покрытий.

Материалы и методы. Выполнен анализ моделей расчета остаточных деформаций, накапливаемых зернистыми материалами при воздействии повторных нагрузок. Установлен наследственный характер накапливания деформации зернистыми материалами. Это позволило применить интегральное исчисление для аналитического решения задачи о зависимости остаточной деформации от числа повторных нагрузок, величины главных напряжений. Решение получено в виде логарифмических и степенных функций, связывающих накапливаемую деформацию с деформацией, возникающей от первого приложения нагрузки с числом приложений нагрузок. При определении деформации от первого приложения нагрузки авторами приняты во внимание модель теории пластичности, в которой упругопластическая деформация определяется суммой двух составляющих упругой и пластической, а так же реологические модели, рассматривающие деформацию как сумму трех или четырех составляющих. Обобщая модель на различные материалы, предпочтение отдано модели, в которой упругопластическая деформация определяется четырьмя составляющими: мгновенными упругими и остаточными деформациями, эластической (упруго-вязкой) деформацией и вязкопластической составляющей. Поэтому остаточная деформация от первого приложения нагрузки представлена суммой двух составляющих мгновенной необратимой и вязкопластической. Вязкопластическая составляющая деформации является следствием релаксации напряжения за сравнительно короткий промежуток времени равный продолжительности воздействия нагрузки. В дальнейшем это позволит учитывать влияние скорости движения на продолжительность действия нагрузки и величину вязкопластической составляющей остаточной деформации. Авторы подчеркнут, что учет вязкопластической составляющей остаточной деформации наиболее целесообразен при вычислении остаточных деформаций грунтов и материалов обработанных органическим вяжущим. Зернистые материалы менее чувствительны к вязкопластической деформации при однократном приложении нагрузки, но, как показывают данные экспериментов, при превышении напряжением предела упругой, и тем более пластической приспособляемости щебня, гравия и т.п. вязкопластическая деформация вносит существенный вклад в накопленную остаточную деформацию.

Результаты. Выполнен анализ экспериментальных данных по трехосному сжатию различных зернистых материалов и определены параметры, полученных степенных и логарифмических функций. В число исследованных материалов входят: гранитный, гнейсовый, гранодиоритовый и диоритовый щебень, песчано-гравийные и щебеночно-гравийные смеси с минеральной частью из различных горных пород, укрепленные пески.

472-485 39
Аннотация

Введение. Известно, что причинами преждевременного разрушения асфальтобетонных покрытий являются старение и невысокое качество выпускаемых битумов. В статье рассмотрены применяемые способы улучшения свойств битума. Произведён обзор результатов модификации битума с помощью технического углерода. Показано, что введение технического углерода приводит к структурным изменениям в битуме. На основании проведённого обзора в качестве перспективных модификаторов выделены добавки на основе технического углерода.

Материалы и методы. Приведены характеристики применяемых углеродных модификаторов и свойства исходного битума.

Результаты. Экспериментально определены основные показатели модифицированного битума. Произведено сравнение влияния трёх добавок технического углерода на свойства битума. Введение активированного технического углерода снижает пенетрацию битума значительнее, чем введение неактивированного, однако при этом ухудшаются показатели старения.

Обсуждение и заключение. Установлено, что введением твёрдой добавки можно увеличить вязкость битума при сохранении других характеристик, требуемых стандартами, и таким образом улучшить его тепловую устойчивость. Введение активированного технического углерода в сухом виде не оказывает существенного положительного влияния на свойства битума, в отличие от сортового углерода марки №375.

486-503 71
Аннотация

Статья посвящена вопросам использования различных методов исследования температурного режима твердеющего бетона в зависимости от граничных условий, заданных в процессе проектирования и возведения объекта. К ним относятся температурный режим выдерживания бетона, скорость оборачиваемости опалубки и, как следствие, сроки строительства объекта, а также иные факторы. Целью работы является обобщение различных методов исследования температурного режима твердеющего бетона, направленных на обеспечение требуемых сроков оборачиваемости опалубки и технологического оборудования, с учётом обеспечения потребительских свойств конструкций. Научная новизна работы заключается в актуализации и апробации методов регулирования разогрева твердеющего бетона, обеспечивающих формирование требуемых потребительских свойств конструкций, ранее не применяемых в транспортном и гражданском строительстве, основанных на предварительном моделировании теплофизических процессов, происходящих в твердеющем бетоне, посредством расчётного программного комплекса. Авторами на примере строительства нескольких крупных объектов рассмотрены наиболее часто возникающие ситуации, связанные с подбором технологии строительства в сложных природных условиях с учётом обеспечения требуемых потребительских свойств – бетонирование крупномассивных конструкций в ограниченные сроки в теплый период года и маломассивных конструкций в условиях зимнего бетонирования. Данный вопрос представляется актуальным ввиду масштабного строительства в нашей стране большого числа внеклассовых, а также реконструкции ранее возведенных объектов.

Материалы и методы. Исследования проводились с учётом реальных климатических условий при использовании современных расчётно-измерительных и аналитических систем, учитывающих изменение термонапряжённого состояния твердеющего бетона в зависимости от изменения температуры бетонной смеси во времени. Применение современного расчетно-аналитического комплекса при физическом моделировании теплофизических процессов твердеющего бетона позволило получить результаты максимально точно сопоставимые с данными наблюдений, полученными в процессе строительства.

Результаты. Полученные результаты позволили разработать проекты производства работ по бетонированию объектов, возводимых в различных заданных условиях, с соблюдением требуемых сроков оборачиваемости опалубки и обеспечением необходимых потребительских свойств. 

Обсуждение и заключение. На основании исследований с учетом основных положений теории собственного термонапряженного состояния бетона были предложены мероприятия, реализация которых позволила возвести сложные строительные объекты в сжатые сроки в особых климатических условиях. Статья будет полезна инженерно-техническому персоналу, ведущему свою деятельность в реальных условиях строительства, и специалистам, занятым вопросами изучения теплофизических процессов твердеющего бетона.

504-518 51
Аннотация

Введение. Изучение процессов структурообразования цементных композиций и разработка эффективных технологий строительных материалов является актуальной задачей для строительного материаловедения. Успешной реализацией этой задачи может служить применение крупнотоннажного техногенного продукта целлюлозно-бумажных предприятий – скопа – в качестве волокнистого заполнителя в органоминеральных композициях. В статье проанализированы способы использования скопа при производстве строительных материалов. Цель работы заключалась в исследовании влияния добавки скопа на процессы структурообразования цементного камня методом количественного рентгенофазового анализа.

Материалы и методы. Органоминеральные композиции получали на основе портландцемента и скопа. Фазовые составы скопа, портландцемента и процессы структурообразования цементного камня в органоминеральных композициях изучали количественным рентгенофазовым анализом.

Результаты. Определены фазовые составы минеральных примесей скопа и целлюлозы, цемента, цементного камня и органоминеральных композиций двух составов, содержащих 25 и 75% мас. скопа в качестве заполнителя.

Обсуждение и заключение. Введение скопа в качестве заполнителя в органоминеральные композиции вызывает торможение процессов гидратации цемента. Присутствие скопа в твердеющей органоминеральной композиции приводит к изменению в составе и структуре цементного камня по сравнению с фазовым составом цементного камня без добавок. Результатом таких изменений является значительное увеличение количества кальцита, небольшое – ватерита и существенное уменьшение содержания портландита. Установлено, что эффективная совместная работа армирующего компонента скопа с цементной матрицей возможна при лимитированном количестве скопа в органоминеральных композициях.



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


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