Preview

Научный рецензируемый журнал "Вестник СибАДИ"

Расширенный поиск
Том 16, № 6 (2019)
Скачать выпуск PDF
https://doi.org/10.26518/2071-7296-2019-6

ТРАНСПОРТНОЕ, ГОРНОЕ И СТРОИТЕЛЬНОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕ

642-657 135
Аннотация

Введение. Для циклического резания грунта при формировании подстилающего слоя и откосов автодорог нужны роторные рыхлители, поэтому общей целью исследования является теоретическое обоснование конструктивных и режимных параметров роторного рыхлителя. Используя синтезный метод, можно получить лишь ориентировочные результаты. Для более точного расчёта параметров резания грунта необходимо произвести анализ взаимодействия рабочих органов с грунтом.

Методика исследования. На основании намеченных путей уменьшения затрат энергии на циклическое резание грунта рабочим органом разработана методика расчёта: силы резания грунта носком рабочего органа; силы, необходимой для первичного сдвига грунта передней поверхностью рабочего органа; суммарной силы смещения грунта активным рабочим органом; силы трения боковых поверхностей рабочего органа о грунт в процессе оборота ротора.

Результаты. Используя разработанную методику определения параметров циклического резания грунта, вычислены их конкретные значения в процессе оборота ротора, исходя из принятых исходных данных. На основе расчётов построены и аппроксимированы графики зависимостей параметров резания грунта от угла поворота ротора. В частности, получены зависимости: силы, необходимой для сдвига грунта активным рабочим органом; массы смещаемого грунта; ускорения смещаемого грунта; силы, необходимой для придания ускорения смещаемому грунту; силы воздействия грунта на боковую поверхность смещаемого грунтового клина; силы трения смещаемого активным рабочим органом грунтового клина о массив грунта; суммарной силы смещения грунта активным рабочим органом от угла поворота ротора при движении агрегата на различных передачах II диапазона трактора ХТЗ-17221.

Заключение. На основе анализа взаимодействия рабочих органов с грунтом разработана методика расчёта сил, возникающих при резании грунта, и вычислены их конкретные значения. Зная эти силы и точки их приложений, несложно определить необходимый вращающий момент и мощность привода ротора, если все рабочие органы осуществляют зажатое резание.

Автор прочитал и одобрил окончательный вариант рукописи. Прозрачность финансовой деятельности: автор не имеет финансовой заинтересованности в представленных материалах или методах. Конфликт интересов отсутствует.

658-668 103
Аннотация

Введение. В конструкциях строительно-дорожных машин доля чугунных деталей в общей массе некоторых машин достигает 60%. Из данного материала изготавливаются блоки цилиндров, детали тормозных систем, маховики и т.д. Одной из основных причин эксплуатационных отказов (до 70%) строительно-дорожных машин является выход из строя узлов трения. Учитывая то, что контактирующие детали в данных узлах воспринимают нагрузку преимущественно поверхностными слоями, их работоспособность теряется при сравнительно небольших значениях размерного износа, хотя при этом массовый износ детали, как правило, не превышает 1%.

Материалы и методы. Был проведен комплексный технико-экономический анализ методов ремонта узлов трения. В результате было показано, что наилучшим сочетанием критериев обладает метод ремонтных размеров. Однако при традиционной технологии восстановления в ремонтный размер удаляется упроченный слой. При этом серый чугун возможно упрочнять лишь очень дорогими и трудоемкими методами, которые в условиях реального ремонтного производства не применимы. Рассматривается возможность использования нового метода упрочнения деталей из чугуна в ремонтном производстве.

Результаты. Разработанный способ позволяет упрочнять серый чугун с толщиной слоя до 3 мм. Отличительной особенностью является то, что твердость упрочненного слоя по толщине возрастает, при этом удается увеличить микротвердость по сравнению с исходным серым чугуном более чем в 2 раза. И получить износостойкость, сопоставимую с высокопрочным закаленным чугуном.

Обсуждение и заключение. В ходе исследований было выявлено, что лучшие результаты удается получить при использовании печей с восстановительной атмосферой. Для расширения сферы применения способа предлагается использование специального приспособления, создающего необходимые условия в любой печи. Применение предлагаемых технических решений позволяет повысить эффективность ремонта деталей строительно-дорожных машин из серого чугуна.

Авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи. Прозрачность финансовой деятельности: авторы не имеют финансовой заинтересованности в представленных материалах или методах. Конфликт интересов отсутствует.

ТРАНСПОРТ

670-679 174
Аннотация

Введение. Модели загрузки улично-дорожной сети позволяют понять многие транспортные, социальные, экологические и др. проблемы городов. Создание транспортных моделей требует знания природы формирования и функционирования транспортных потоков. В работе сформулирована цель и поставлены задачи для проведения исследования роли придомовых территорий жилых районов г. Тулы как одного из источников формирования городских транспортных потоков; выявления закономерностей влияния стоянок придомовых территорий на загрузку улично-дорожной сети.

Материалы и методы. Основой исследования являются разработки в области прогнозного имитационного моделирования автотранспортных систем. Инструментом для решения поставленных задач используется комплекс автоматизированного проектирования «TransNet», который позволит провести корректировку исходных данных в базовой модели результатами исследований о функционировании стоянок и парковок, расположенных на придомовых территориях.

Результаты. Обоснована потребность в уточнении общепринятой методики определения загрузки городской улично-дорожной сети, в которой учитывалось бы влияние придомовых стоянок и парковок на формирование транспортных потоков. Сформулированы задачи и вопросы, решение которых позволят получить более точные результаты интенсивности транспортных потоков.

Обсуждение и заключение. Усовершенствованная транспортная модель г. Тулы позволит составить прогноз для определения основных параметров работы транспортной системы с учетом динамики выезда транспортных средств с придомовых территорий в разные интервалы времени суток. Предложенный методический инструментарий и алгоритм решения задачи загрузки улично-дорожной сети в квазидинамической постановке поможет в решении существующих транспортных проблем и совершенствовании организации дорожного движения.

Авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи. Прозрачность финансовой деятельности: авторы не имеют финансовой заинтересованности в представленных материалах или методах. Конфликт интересов отсутствует.

680-691 108
Аннотация

Введение. В статье рассмотрены вопросы светофорного регулирования. Эта задача всегда остается актуальной. Так, даже для несложного перекрестка, в зависимости от интенсивности транспортных потоков, такты регулирования должны существенно различаться. В данной статье рассмотрены возможные схемы регулирования, а именно: двухфазная, трехфазная, четырехфазная и другие. Кроме того, для решения задачи оптимизации регулирования предлагается использовать аппарат управляемых сетей, который позволяет задать конфигурацию транспортной сети в виде базового графа управляемой сети, а затем на основании параметризации этого графа пропускными способностями сети решать задачи оптимизации выбора управления транспортными и пешеходными потоками.

Методы и материалы. В данной работе для решения задачи управления транспортными потоками на улично-дорожной сети предлагается использовать механизмы управляемых сетей. В результате исследований авторами предлагается методика, основанная на расчете потоков насыщения, основной характеристикой при такой методике управления является так называемый основной режим работы, который включается в том случае, когда нет запросов от детекторов транспорта на включение зеленого сигнала.

Результаты. Авторами построена обобщенная имитационная модель управления фазами регулирования, основанная на использовании механизма управляемых сетей в зависимости от интенсивности транспортных потоков, и сформирована методика выбора режимов работы светофора для различных дорожных ситуаций.

Заключение. Показано, что решение задачи светофорного регулирования существенно влияет на эффективность управления дорожным движением. На основании анализа методов светофорного регулирования в работе определены основные параметры, входящие в состав каждого из них. В результате расчета потока насыщения и информации об интенсивности дорожного движения сформирована методика выбора необходимых режимов работы светофорного объекта.

Авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи. Прозрачность финансовой деятельности: никто из авторов не имеет финансовой заинтересованности в представленных материалах или методах. Конфликт интересов отсутствует.

692-705 105
Аннотация

Введение. В рамках приоритетного проекта «Безопасные и качественные дороги» в регионах ведется разработка и реализация программ комплексного развития транспортной инфраструктуры – автомобильных и муниципальных дорог, приведение дорожной сети городских агломераций в нормативное транспортно-эксплуатационное состояние, устранение перегрузки дорожной сети городских агломераций, оптимизация транспортных потоков, повышение эффективности системы управления дорожным движением. В статье дана оценка эффективности вариантов развития транспортной инфраструктуры Омской области до 2041 г.

Материалы и методы. В научных исследованиях использовались методы анализа действующих нормативных, правовых, программных документов, проведение и анализ результатов обследований интенсивности дорожного движения в ключевых узлах с разбивкой по видам транспорта, проведение и анализ результатов обследований пешеходного движения в ключевых точках, анализ существующих условий дорожного движения, полученных по результатам разработки транспортной макромодели Омской агломерации в программном комплексе PTV Vision VISUM, анализ причин и условий возникновения дорожно-транспортных происшествий, заторов, анализ статистических данных по грузообороту и пассажирообороту на территории Омской агломерации.

Практическая значимость исследования. В статье представлены результаты научных исследований, проведенных на примере Омской агломерации. Они легли в основу разработки программ комплексного развития транспортной инфраструктуры г. Омска и восьми районов Омской агломерации. Приведен обзор литературы по данной тематике, учтены достижения зарубежной науки.

Обсуждение и заключение. Необходимо постоянно совершенствовать методы получения данных, используемых при формировании транспортной модели, для улучшения показателей функционирования транспортной инфраструктуры современных городов. Материал будет полезен при реализации приоритетного проекта.

Авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи. Прозрачность финансовой деятельности: никто из авторов не имеет финансовой заинтересованности в представленных материалах или методах. Конфликт интересов отсутствует.

706-716 155
Аннотация

Введение. Сайлентблоки являются важной составной частью систем подрессоривания современных автотранспортных средств. Их свойства определяют не только комфортность передвижения на автомобиле, но и оказывают влияние на упругую характеристику подвески. При деформации сайлентблока в его силовой характеристике возможно появление линейных участков, которые целесообразно описывать с использованием математической модели, построенной на основе классических элементов Гука и Сен-Венана. В статье представлены математическое описание и результаты моделирования процесса функционирования цилиндрического сайлентблока, дана количественная оценка достоверности аппроксимации, определены области применения разработанной математической модели.

Материалы и методы. Исходными данными для исследования являются экспериментальные силовые характеристики цилиндрического автомобильного сайлентблока, полученные в гармоническом режиме при частоте от 0,03 до 51 Гц и амплитуде от 0,4 до 10 мм. Математическое описание модели определяется силовым балансом взаимодействующих между собой двух элементов Гука и одного элемента Сен-Венана. Расчеты выполнены с применением численных и оптимизационных методов.

Результаты. В ходе выполненных исследований получены функции, характеризующие изменение параметров элементов Гука и Сен-Венана от амплитуды деформации сайлентблока; расчетные силовые характеристики в виде зависимостей усилия сайлентблока от его деформации; количественные показатели достоверности аппроксимации экспериментальных данных разработанной математической модели.

Обсуждение и заключение. Выполненный анализ режимов работы модели показал возможность ее применения для описания процессов функционирования сайлентблока в стационарном гармоническом режиме при малых и средних амплитудах деформации. Исследование результатов моделирования при постоянных значениях параметров элементов Гука и Сен-Венана выявило теоретические предпосылки возможности использования модели для расчета усилия сайлентблока в нестационарном режиме.

Авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи. Прозрачность финансовой деятельности: авторы не имеют финансовой заинтересованности в представленных материалах или методах. Конфликт интересов отсутствует.

СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА

746-757 179
Аннотация

Введение. В мировой практике последних десятилетий стало нормой использование отходов теплоэнергетики в строительной отрасли. В основном золошлаки применяют при строительстве автомобильных дорог как материал для отсыпки земляного полотна или в виде укрепленного вяжущим материала, в промышленно-гражданском строительстве как материал для выполнения планировочных работ, при засыпке неудобий и карьеров. Однако потенциал его возможного применения намного шире. Крупнозернистые шлаковые отложения, формирующиеся в зоне шлакового размыва, имеют больший потенциал применения, чем прочие ЗШС, однако менее изучены как отечественными, так и зарубежными исследователями. В статье рассматривается вопрос использования крупнозернистых золошлаковых смесей (ЗШС), образованных на электростанциях с котлами, подразумевающими жидкое шлакоудаление, для сооружения оснований дорожных одежд с позиции её механических свойств.

Материалы и методы. В рамках исследования изучены образцы шлакового щебня с Новосибирской ТЭЦ- 2, работающей на угле Кузнецкого угольного бассейна (жидкое шлакоудаление), и Новосибирской ТЭЦ-3, работающей на угле Канско-Ачинского угольного бассейна (жидкое шлакоудаление). Определены потери при дробимости отдельных фракций исследованных материалов в сухом и насыщенном водой состоянии. Проведен анализ графиков разрушения для определения модуля общей деформации шлакового щебня.

Результаты. Найдено различие в механической прочности проб материала разного генезиса. Определены значения дробимости исследуемых материалов. Оценены полученные при проведении испытаний графики, на основе которых вычислены характеристики деформируемости этого материала (при разной крупности).

Обсуждение и заключение. Определены возможные направления использования изученных материалов при строительстве автомобильных дорог.

Автор прочитал и одобрил окончательный вариант рукописи. Прозрачность финансовой деятельности: автор не имеет финансовой заинтересованности в представленных материалах или методах. Конфликт интересов отсутствует.

718-745 131
Аннотация

Введение. В настоящее время работы, направленные на уменьшение интенсивности колееобразований на автомобильных дорогах, являются актуальными. Мероприятия, направленные на повышение устойчивости дорожных одежд к колееобразованию включают в себя работы, нацеленные на решение материаловедческих задач, совершенствование методов расчета конструкций и разработки новых технологий для обеспечения высокого качества строительства.

Материалы и методы. Анализом данных натурных и лабораторных экспериментальных исследований установлены причины формирования колеи на покрытиях нежестких дорожных одежд. Приведена методика экспериментального исследования распределения проходов шин транспортных средств по ширине проезжей части и полос движения. Установлены коэффициенты для расчета числа нагрузок в центральных и краевых частях полос наката, а также в межколейном пространстве.

Результаты. Предложены конструкции дорожных одежд со скрытоколейными элементами, которые в целях борьбы с глубинной колеей размещаются на поверхности земляного полотна, а при борьбе с поверхностной колеей на основании дорожной одежды.

Заключение. В результате близкого расположения скрытоколейных элементов друг от друга грунт земляного полотна между ними испытывает компрессионное сжатие, при котором девиатор напряжений имеет наименьшее значение по сравнению с другими напряженными состояниями земляного полотна, обусловленными трехосным сжатием, возникающим как от подвижной нагрузки, так и от собственного веса дорожной одежды. Это способствует существенному снижению деформаций в грунте. Для успешного внедрения скрытоколейных дорожных одежд необходимо разработать новую или обоснованно выбрать известную методику расчета глубины колеи, которая необходима для проверки критерия колееобразования при расчете толщин скрытоколейных элементов и толщины дорожной одежды.

Авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи. Прозрачность финансовой деятельности: авторы не имеют финансовой заинтересованности в представленных материалах или методах. Конфликт интересов отсутствует.

758-765 142
Аннотация

Введение. Стальные тонкостенные холодногнутые профили широко используются в строительстве. В арочных стальных холодногнутых профилях трапециевидного сечения остаточные нормальные напряжения, ориентированные вдоль профиля, возникают на стадии изготовления арочных заготовок из плоских профилированных листов и обусловлены технологическим процессом продольного гиба в холодном состоянии с вовлечением крайних зон профиля в пластическую стадию с разгрузкой без последующей термообработки. По предварительной оценке остаточные напряжения могут составлять при малых радиусах арочного профиля до одной трети от расчетного сопротивления листовой стали. В настоящее время остаточные технологические напряжения продольного гиба не учитываются при проектировании конструкций из тонкостенного продольно-гнутого проката трапециевидного сечения. Цель данной работы – разработка способа определения остаточных напряжений в сжатых полках арочных стальных тонколистовых холоднокатаных профилированных листов, обеспечивающего простоту методики измерений и расчета, достоверность и высокую точность полученных значений напряжений.

Материалы и методы. Произведен анализ ранее опубликованных материалов, выявлены преимущества и недостатки предыдущих исследований. Показаны преимущества предложенного метода определения остаточных технологических нормальных напряжений в сжатых полках арочного стального тонколистового профилированного проката.

Результаты. Сформирован новый способ выполнения разрезов сжатой полки и проведения измерений деформаций с целью дальнейшего определения остаточных нормальных напряжений в сжатых полках арочного стального тонколистового холоднокатаного профилированного проката. Предложенный способ в значительной степени упрощает существующую методику определения остаточных технологических нормальных напряжений в сжатых полках профиля, повышает точность измерения деформаций в сжатых полках профиля.

Обсуждение и заключение. Данный способ измерения деформация для определения остаточных технологических напряжений позволяет усовершенствовать существующие методы определения остаточных напряжений, упростить вычисления, а также повысить точность определения напряжений. В дальнейшем будет произведено численное моделирование технологического процесса гиба арочных профилей, а также экспериментальная оценка адекватности предложенного способа. 

Авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи. Прозрачность финансовой деятельности: авторы не имеют финансовой заинтересованности в представленных материалах или методах. Конфликт интересов отсутствует.

766-779 189
Аннотация

Введение. Статья посвящена результатам исследований характеристик металлургических шлаков на примере отходов металлургического производства г. Новокузнецка Кемеровской области с целью их применения в составе асфальтобетонных смесей для дорожного строительства, методах проектирования и эксплуатационных особенностях работы асфальтового бетона на шлаковых заполнителях. Целью исследования является обоснование возможности применения металлургических шлаков Новокузнецкого металлургического комбината в качестве минерального остова асфальтобетона дорожных покрытий для повышения его эксплуатационной надежности. Авторами на основании исследования физико-механических свойств асфальтовяжущего вещества и испытания опытных образцов подтверждена повышенная по сравнению с традиционными смесями сдвигоустойчивость и трещиностойкость шлакоасфальтобетона. Рассматриваемый вопрос является актуальным с точки зрения поиска более эффективных строительных материалов в условиях развития ресурсосберегающих технологий и повышения требований к экологической обстановке регионов РФ.

Материалы и методы. Исследования металлургического шлака проводились путем определения их физико-механических характеристик в соответствии с существующей нормативно-технической базой при использовании современных средств измерений и испытательного оборудования.

Результаты. Полученные результаты исследования позволили подобрать составы шлакоасфальтобетонных смесей, соответствующих требованиям существующей нормативно-технической базы по всему ряду физико-механических показателей и эксплуатационных характеристик и превышающие их.

Обсуждение и заключение. Применение металлургических шлаков Новокузнецкого металлургического комбината в качестве заполнителя шлакоасфальтобетона позволит увеличить его эксплуатационные характеристики с одной стороны, что особенно важно в условиях интенсивной транспортной нагрузки и резко континентального климата; с другой стороны позволит сократить себестоимость таких смесей по сравнению с традиционными лагодаря применению в них отходов промышленного производства. Металлургические шлаки могут стать заменой и серьезным подспорьем для природных строительных материалов при приготовлении и укладке асфальтобетонных смесей на городских улицах и дорогах различных категорий.

Авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи. Прозрачность финансовой деятельности: никто из авторов не имеет финансовой заинтересованности в представленных материалах или методах. Конфликт интересов отсутствует.



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


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