ТРАНСПОРТНОЕ, ГОРНОЕ И СТРОИТЕЛЬНОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕ
Введение. Сложность и трудоемкость определения функциональных зависимостей между структурными элементами роторного снегоочистителя и разрабатываемым снежным массивом при проведении экспериментальных исследований на физической модели роторного снегоочистителя обуславливает необходимость разработки математических моделей, позволяющих максимально точно описывать процессы взаимодействия элементов роторного снегоочистителя со снежной массой.
Методы и материалы. Математическая модель процесса транспортирования снежной массы в роторе, в которой снег представлен как сыпучая среда, включающая в себя совокупность отдельных частиц, разработана с применением метода дискретных элементов. При построении математической модели были решены задачи идентификации массовых и поверхностных сил, действующих в системе «ротор – снежная масса». Обоснованы принцип расположения группы частиц в межлопастном пространстве ротора снегоочистителя и выбора метода анализа математической модели.
Результаты. Реализация на ЭВМ данной математической модели позволила получить численные значения сил нормальной реакции кожуха ротора в каждый момент времени, что позволяет разрабатывать новые и совершенствовать существующие конструктивные схемы, обоснованно осуществлять выбор конструктивных и технологических параметров ротора роторного снегоочистителя.
Обсуждение и заключение. Предложенная математическая модель и уравнения движения, составленные на ее основе, позволяют однозначно определить значения всех действующих сил на снежную массу в процессе ее транспортирования в роторе роторного снегоочистителя. Рассматриваемая модель позволяет моделировать снежную массу в межлопастном пространстве более сложной конфигурации и совокупности частиц, имеющих нерегулярное распределение по размерам и взаимному положению.
Введение. Одной из основных технологических операций в строительном производстве является процесс классификации по крупности мелкозернистых минеральных материалов, например, природных песков. При этом актуальным является решение задачи повышения производительности и эффективности грохочения песчаных сред, в частности достижением снижения засоренности просеивающей поверхности виброгрохотов от замазывания и застревания в отверстиях сита клинообразных зерен. Устранение этой проблемы осуществляется путем применения виброударных грохотов различного принципа действия. К инновационным конструкциям виброударных грохотов относится грохот с виброударной решеткой, установленной на упругих элементах с зазором относительно сита и обеспечивающей удар по всей площади поверхности сита. Такая конструкция обеспечивает повышение эффективности очистки сита за счет передачи ему ударного импульса в каждом периоде колебаний грохота, и позволяет снизить чрезмерное повреждение и износ сита за счет увеличения площади взаимодействия виброударной решетки с ситом.
Целью работы является установление функциональной зависимости динамического взаимодействия элементов трехмассовой виброударной системы «корпус грохота – виброударная решетка – сито» для определения необходимой величины передаваемого на сито ударного импульса в зависимости от частоты колебаний корпуса грохота и величины зазора между решеткой и ситом.
Материалы и методы. Исследование выполняется методом математического моделирования с использованием на первом этапе двухмассовой модели «корпус грохота – виброударная решетка» без учета соударений решетки и сита для определения частотного диапазона синфазного режима колебаний и значений зазора, обеспечивающих соударение решетки с ситом. Для расчета перемещений элементов грохота и исследования взаимосвязей его параметров в выбранном диапазоне на втором этапе используется трехмассовая модель виброударной системы грохота с одной ударной парой.
Результаты. В результате выполненного исследования получены зависимости в виде уравнений регрессии влияния зазора между виброударной решеткой и ситом грохота и частоты его колебаний на величину ударного импульса, передаваемого на сито грохота, и размах колебаний сита. На основе полученных зависимостей предложены практические рекомендации по настройке режимов работы виброударного грохота, позволяющие подбирать величину частоты колебаний грохота и зазора между виброударной решеткой и ситом для достижения высокой эффективности очистки ячеек сита от загрязняющих частиц.
Обсуждение и заключение. Выполненное математическое моделирование позволило получить зависимости влияния зазора между ситом и виброударной решеткой и частоты колебаний элементов грохота на ударный импульс, передаваемый на сито грохота, и размах колебаний сита. Разработанные рекомендации для практического применения полученных закономерностей позволят выполнять эффективную настройку режимов работы виброударного грохота и снизить трудоемкость работ, выполняемых при его пусконаладке и эксплуатации.
ТРАНСПОРТ
Введение. Транспорт в городах оказывает огромное влияние на экологию, качество жизни людей, их здоровье, безопасность дорожного движения и т. д., чему посвящено достаточно большое количество научных публикаций. Очевидно, что меры, направленные на смещение транспортного спроса с личного автомобиля в сторону использования общественного транспорта крайне актуальны. Одним из способов разработки таких мер может быть анкетирование пользователей транспортных услуг.
В данной статье выявляются закономерности в транспортных предпочтениях жителей г. Гомеля путем анализа результатов их транспортного опроса.
Цель работы – получение данных о транспортных предпочтениях жителей г. Гомеля.
Материалы и методы. При написании статьи использовались материалы, полученные при проведении транспортного опроса жителей г. Гомеля. При этом применялись методы графического анализа, таблицы кросстабуляции, критерий Хи-квадрат (при сравнении различий в независимых выборках номинальных переменных), дисперсионный анализ (при сравнении различий в независимых выборках номинальных и числовых переменных в зависимости от закона распределения внутри групп), реализованные в специализированном программном продукте.
Результаты. По результатам статьи получена информация о транспортных предпочтениях жителей г. Гомеля.
Обсуждение и заключение. Полученные результаты анализа транспортного опроса являются основой для последующего обоснования мер, направленных на смещение транспортного спроса с индивидуальных автомобилей в сторону использования общественного транспорта регулярного сообщения.
Введение. Рассматривается проблематика организации городских пассажирских перевозок. Исследуются причины неэффективной работы общественного транспорта в городах России и за рубежом, а также факторы, способствующие этому. Указывается на недостаточный уровень использования в перевозочном процессе информационно-технологических систем и технологий. Цель работы: создание уточнённой методики оценки эффективности работы общественного пассажирского транспорта на основе критериев информационно-технологического показателя, а также апробация оценки эффективности работы автотранспортных предприятий, занимающихся перевозкой пассажиров в г. Тамбове по данному показателю.
Материалы и методы. Разработана уточнённая методика оценки эффективности работы общественного пассажирского транспорта на основе критериев информационно-технологического показателя. Каждому критерию был присвоен весовой показатель (коэффициент) в зависимости от значимости и влияния на эффективность и безопасность работы общественного пассажирского транспорта.
Результаты. Исследование эффективности работы общественного пассажирского транспорта г. Тамбова по критериям информационно-технологической оценки показало, что в целом уровень оснащённости ниже среднего оценочного показателя – от 5,55 до 8,3 балла. Это свидетельствует о недостаточной оснащённости перевозчиков информационными технологиями и системами.
Обсуждение и заключение. Предложены мероприятия, позволяющие повысить эффективность работы общественного пассажирского транспорта.
Введение. Акцент сделан на совершенствование системы технического обслуживания и ремонта городских автобусов в масштабах крупных городов в частности и регионов в целом. В связи с повышением количества подвижного состава увеличивается нагрузка на существующие организации технического сервиса, что в свою очередь приводит к их перегрузке. Следовательно, снижаются показатели эффективности и безопасности эксплуатации автобусов. Предлагаемое решение – разработка системы централизованных специализированных производств.
Материалы и методы. Рассмотрена система технического обслуживания и ремонта с точки зрения теории предельной полезности. Представлены зависимости общей и предельной полезности от количества товаров (услуг). Дано описание термина «специализация» с точки зрения автотранспортной отрасли. Обоснована необходимость совмещения универсальных и специализированных постов.
Результаты. Представлены итоги экспериментального исследования по десяти пассажирским предприятиям. Приведены результаты вычислений показателей эффективности зоны текущего ремонта. Отражена зависимость годовых затрат и прибыли зоны текущего ремонта из десяти постов от уровня специализации. Проанализирована зависимость коэффициента технической готовности автобусов от масштаба парков по России. Представлены натуральные факторы, влияющие на коэффициент технической готовности. Получена адекватная математическая модель с физическими переменными зависимости коэффициента технической готовности от масштаба предприятия и уровня специализации с последующей обработкой и верификацией результатов.
Обсуждение и заключение. Результаты исследования предназначены для предприятий пассажирского транспорта. Полученные данные позволят разработать систему кооперации производственных мощностей технического сервиса с целью повышения производительности выполнения заявок на техническое обслуживание и ремонт подвижного состава.
Введение. Надежность и срок службы двигателя во многом зависят от качества моторного масла. Без масла с надлежащим уровнем работоспособности двигатель внутреннего сгорания может страдать от износа, который во многих случаях приводит к отказу двигателя. Одним из факторов потери уровня качества моторного масла является его загрязнение. К примеру, кинематическая вязкость будет постепенно увеличиваться по мере того, как масло в двигателе начнет загрязняться сажей, грязью и шламом; или же оно может быть окислено. Если вязкость моторного масла слишком высока, двигатель должен совершать дополнительную работу для преодоления повышенного вязкостного сопротивления. Разбавление топливом и водой является одним из наиболее частых загрязнений в дизельных двигателях.
Материалы и методы. В работе приведены результаты исследования совокупного влияния воды и дизельного топлива на синтетическое моторное масло при различных их концентрациях. Оценка влияния загрязнений на изменение характеристик работоспособности смазочного материала, таких как кинематическая вязкость при 40о С (измерение проводилось на автоматическом вискозиметре Штабингера SVM 3000), щелочное и кислотное число (значения получены с помощью автоматического титратора Titroline Alpha 20 Plus), а также измерение концентрации элементов-индикаторов моторного масла на оптико-эмиссионном спектрометре с индуктивно-связанной плазмой серии iCAP 7000.
Выводы. Наличие в моторном масле загрязнений приводит к росту кинематической вязкости, при эксплуатации моторного масла значение его щелочного числа становится меньше, а значение кислотного, наоборот, прирастает. Заменять моторные масла необходимо при снижении щелочного числа на 50% или по балансу щелочного и кислотного чисел.
Рамки исследования/возможность. Такого вида моделирование эксплуатационных воздействий низких температур позволяет понять, какова динамика ухудшения состояния масла и оценить изменение его работоспособности в процессе использования.
Оригинальность/ценность. Проведенное исследование может являться основой для разработки рекомендаций по совершенствованию технического обслуживания двигателей внутреннего сгорания для предприятий, имеющих в своем распоряжении автомобили с дизельными двигателями с целью увеличения ресурса силовых агрегатов и сокращения эксплуатационных затрат.
Введение. В работе создана новая схема мультимодальной логистической системы перевозки зерна на экспорт в Иран с использованием звеньев и графов. Предлагается рассматривать функционирование автомобильного транспорта в мультимодальной логистической системе экспортной поставки зерна с позиции системного подхода на микро-, мезо- и макроуровне, опираясь на новое вводимое понятие транспортной емкости моделируемого графа. Для определения оптимальных режимов функционирования автомобильного транспорта (с дальнейшей целью повышения его эффективности функционирования) в логистических звеньях поставок экспортного зерна на микроуровне предлагается выполнять с помощью графа «Посевные поля – районные тока», на мезоуровне – графа «Районные тока – районные элеваторы», на макроуровне – графа «Районные элеваторы – портовые элеваторы». Моделирование графов, определение транспортной емкости вершин, закрепление вершин за токами, районными элеваторами и портовыми элеваторами создают возможность предприятиям агропромышленного комплекса планировать объем экспортной поставки зерна, рационально использовать свои посевные площади с учетом урожайности сельскохозяйственных культур при выполнении важного условия – обеспечения продовольственной безопасности населения РФ. Планирование работы автомобильного транспорта на микроуровне непосредственно связано с функционированием сельскохозяйственных предприятий, на мезоуровне – с элеваторами. На макроуровне автомобильный транспорт обслуживает три крупнейших портовых хлебоприемных пункта Волгоградской области. Организована мультимодальная перевозка зерна от конкретного хозяйства региона до порта Энзели в Иране с использованием автомобильного транспорта и судна река-море VOLGO-BALT 239.
Материалы и методы. В работе используются методы статистического анализа данных поставок озимой пшеницы на экспорт в Иран из Волгоградской области. На микроуровне применяются графоаналитические методы для моделирования схем местоположения заполнения бункеров при работе в бригаде одного, трех или девяти комбайнов с указанием их номера появления на поле в координатной плоскости. Методы системного анализа применялись для правильного разделения международной мультимодальной логистической системы перевозки экспортного зерна на микро-, мезо- и макроуровни с определением места и роли транспорта. Методы решения задачи линейного программирования – оптимизация закрепления потребителей за поставщиками на всех рассматриваемых уровнях.
Результаты. Выявлено, что сложные международные мультимодальные логистические системы доставки экспортного зерна необходимо рассматривать с использованием системного подхода. Предлагается систему рассматривать на микро-, мезо- и макроуровнях. На каждом из уровней необходимо планировать работу транспорта, основанную на расчетах «транспортной емкости» вершин графов «Посевные поля – районные тока», «Районные тока – районные элеваторы», «Районные элеваторы – портовые элеваторы». Агропредприятие Волгоградской области ООО «Прогресс» получило возможность планировать свою работу с учетом новых информационных технологий, обеспечивающих более высокую эффективность сельскохозяйственной деятельности при возделывании озимой пшеницы с частичной реализацией на экспорт в Иран.
Обсуждение и заключение. Совершенствование организации функционирования автомобильного транспорта в международной мультимодальной логистической системе экспортных поставок зерна не может существовать без применения технологий точного земледелия в уборочно-транспортных процессах. Применение правильных логистических технологий на автомобильном транспорте и в организации возделывания озимой пшеницы оказывает большое влияние на конечную себестоимость зерна и на гарантированное обеспечение продовольственной безопасности РФ. Исследование в этом направлении в настоящее время является актуальным.
Введение. На сегодняшний день существует острая проблема повышения количества дорожно-транспортных происшествий с участием средств индивидуальной мобильности (СИМ). Резкое повышение на дорогах общего пользования данных средств создаёт угрозу как для водителей транспортных и индивидуальных средств, так и для пешеходов.
Материалы и методы. В данной статье представлены результаты оценки характеристик транспортного потока при движении средств индивидуальной мобильности в различных условиях с помощью моделирования участка дорожного движения. Цель исследования заключается в получении реальных значений характеристик транспортного потока для дальнейшего их анализа и сравнения, что в будущем позволит снизить аварийность дорожно-транспортных происшествий с участием средств индивидуальной мобильности. Предлагается использование метода моделирования для анализа характеристик транспортного потока, изменяющихся с появлением данных средств. Задачами исследования является анализ количества и видов ДТП с участием средств индивидуальной мобильности, выделение конфликтных зон при взаимодействии средств индивидуальной мобильности с другими участниками движения, выбор участка дорожной среды, подлежащий моделированию. Приводятся как положительные, так и отрицательные стороны внедрения СИМ в повседневную жизнь населения, кратко рассмотрены основные виды и характеристики средств индивидуальной мобильности. С помощью программы имитационного моделирования Aimsun удалось создать модели участка дорожной сети с введением средств мобильности в различные дорожные ситуации для оценки их влияния на транспортный поток.
Результаты. Создана модель дорожного участка, позволяющая автоматизировать процесс обработки информации и рассмотреть различные ситуации передвижения СИМ в городской среде, что позволит далее в сравнительном анализе выбрать наиболее безопасные условия для передвижения данных средств.
Обсуждение и заключение. Использование данного метода моделирования позволит увеличить скорость исследования и помочь наиболее четко определить, как изменяются характеристики транспортного потока в представленных ситуациях.
СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА
Введение. Обсуждаются особенности состава и строения кварцитопесчаников Курской магнитной аномалии, затронутых процессами выветривания, которые не удовлетворяют требованиям нормативных документов для получения щебня. Запасы этих пород не были утверждены как полезные ископаемые и по настоящее время складируются в виде многотоннажных отвалов на территории комбината. Основная задача, определяемая в рамках работы, направлена на решение вопроса расширения сырьевой базы строительной отрасли.
Материалы и методы. Оценка эффективности использования выветренного кварцитопесчаника основана на исследовании показателей физико-химических свойств. Анализ минеральных пород проводился с применением цифровой микроскопии, метода рентгенофазового анализа. Проведены экспериментальные исследования кинетики помола сырья. Активность композиционных вяжущих с применением выветренного кварцитопесчаника изучали в соответствии с ГОСТ 30744–2001.
Результаты. Показано, что генетические особенности выветренных кварцитопесчаников обусловлены дефектной кристаллической структурой кварца, также они отличаются низкой морозостойкостью и прочностью. Эффективность помола выветренного кварцитопесчаника в 4 раза выше в сравнении с невыветренным. Установлено, что применение этого сырья для получения композиционных вяжущих позволяет сократить долю портландцемента в смеси до 50% и повысить прочность композиционного вяжущего на 20%.
Обсуждение и заключение. С учетом современных тенденций перехода строительной отрасли на многокомпонентные составы выветренный кварцитопесчаник целесообразно применять в качестве нетрадиционного кварцевого сырья при получении энергоэффективных строительных композитов нового поколения.
Введение. Часть методов проектирования земляных сооружений и оснований базируется на решениях по прогнозированию напряжённого состояния грунтов под действием внешней нагрузки, которые не учитывают особенности структуры материала. Это входит в противоречие с существующими исследованиями, которые указывают на то, что изменение влажности, плотности и формы частиц материала влекут изменения в механизме формирования напряженного состояния. Согласно исследованиям при изменении вида грунта, влажности и плотности массива изменяются как его механические характеристики, так и напряженное состояние, что требует учета при проектировании земляных сооружений и оснований зданий.
Материалы и методы. Для изучения напряженного состояния, возникающего в песчаном грунте с различными механическими характеристиками, были проведены экспериментальные исследования по определению давлений в песке различной плотности и влажности под действием внешней нагрузки от круглого штампа площадью 500 см2. Для этого на глубине 5, 15, 25, 40 см по оси круглого штампа в массиве песка средней крупности устанавливали месдозы, после чего измеряли давления при приложении нагрузки. Для каждого значения плотности и влажности, созданного в процессе эксперимента, определяли механические характеристики песчаного грунта.
Результаты. Анализ существующих зависимостей для прогнозирования максимальных главных напряжений показал, что решения Кандаурова и Фрелиха, единственные дающие связь формирования напряженного состояния с механическими характеристиками и позволяющие прогнозировать минимальные главные напряжения. Было установлено влияние механических характеристик песчаного грунта (угла внутреннего трения и модуля упругости при разной плотности и влажности) на параметр Фрелиха и коэффициент распределительной способности среды решения Кандаурова.
Обсуждение и заключение. Анализ результатов экспериментальных исследований позволил вывести зависимости для прогнозирования максимальных главных напряжений песчаного грунта в точках, расположенных на разной глубине, по оси нагруженного круглого штампа. Предложенные зависимости являются модификацией решений Кандаурова и Фрелиха, в которых учтена связь между механическими характеристиками песчаного грунта и параметрами распределяющей способности среды.
Введение. Целью исследования являлась оценка эффективности дисперсного армирования бетонов по показателям прочности и трещиностойкости.
Материалы и методы. При проведении исследований применены методы испытаний, регламентируемые положениями национальных стандартов, применялось оборудование, специально разработанное для проведения настоящего исследования.
Результаты. Представлены результаты испытаний фибробетонов, изготовленных с применением низкомодульных и высокомодульных волокон.
Обсуждение и заключение. В результате анализа приведенных данных показано, что для оценки эффективности и правильного выбора армирующих волокон недостаточно характеризовать фибробетон только прочностью на растяжение при изгибе. Для более точной оценки предлагается использовать характеристики трещиностойкости, например, критический коэффициент интенсивности напряжений или дополнять описание преимуществ дисперсного армирования особенностями поведения фибробетона под нагрузкой.
Введение. Проведены экспериментальные исследования трещинообразования и предельного равновесия железобетонной плиты-оболочки перекрытия, разработанной авторами.
Материалы и методы. Исследования проводились на железобетонных моделях, изготовленных в масштабе 1:5.
Результаты. При испытаниях установлены три стадии напряженно-деформированного состояния: первая – упругая стадия работы бетона на растяжение в нижней части продольных контурных ребер; вторая – стадия образования и раскрытия трещин; третья – стадия разрушения.
Обсуждение и заключение. Первая стадия наблюдается от начала нагружения до момента образования трещин в продольных ребрах; вторая– между окончанием первой стадии и началом разрушения ребер; третья – при разрушении полки и ребер моделей.
ISSN 2658-5626 (Online)