Статьи в выпуске: 6
Объектом исследования является новая схема плоской статически определимой регулярной балочной фермы с полураскосной двойной решеткой. Разработан алгоритм получения аналитической зависимости первой собственной частоты колебаний фермы от ее размера, массы и количества панелей. Масса фермы сосредоточена в ее узлах, стержни являются упругими, а узлы совершают вертикальные колебания. Метод. Для расчета жесткости фермы используется формула Максвелла-Мора. Обобщение решений на случай произвольного количества панелей выполнено методом индукции в системе компьютерной математики Maple. Результаты. Решение с коэффициентами типа многочлена от количества панелей сравнивается с известным решением Данкерли и численным решением, полученным как первая частота всего частотного спектра. Показано, что предложенный метод обеспечивает не только более компактную, но и более точную формулу для расчёта частоты. По мере увеличения количества панелей точность аналитического решения возрастает.
Объектом исследования является композитный материал под названием ZEDEX-100K на основе полиэтилентерефталата с комплексом наполнителей из минеральных добавок на основе редкоземельных металлов, при взаимодействии с которыми в специальном реакторе изменяется структура полимерной матрицы и физико-механические свойства материала. Целью работы является изучение физико-механических характеристик композитного материала на основе полиэтилентерефталата, используемого для изготовления износостойких подшипников скольжения, а также определение эксплуатационных характеристик втулок судовых труб, изготовленных из этого материала. Метод. Основные физико-механические характеристики исследуемого материала были определены экспериментально. Втулки судовых труб, изготовленные из материала ZEDEX-100K, прошли полномасштабные испытания на износ. Результаты. Экспериментально установлены физико-механические характеристики композиционного материала ZEDEX-100K: средняя плотность - 1327 кг/м3, водопоглощение по массе - 0,07%, твердость по Шору D - 80 единиц, предел прочности при растяжении и модуль упругости - 62 МПа и 2894 МПа соответственно, предел прочности при растяжении и модуль упругости упругость при изгибе составляет 83 МПа и 2577 МПа соответственно, прочность на сжатие - 52 МПа, прочность на сжатие после воздействия дизельного топлива в течение 30 дней - 43 МПа и прочность на сжатие после воздействия морской воды в течение 5 месяцев - 31 МПа. Прочность на изгиб на 34% и 60% выше, чем прочность на растяжение и сжатие соответственно. Прочность на сжатие снизилась на 17% и 40% после воздействия дизельного топлива в течение 30 дней и морской воды в течение 5 месяцев соответственно. Максимально допустимый износ втулки носового и кормового трубных узлов диаметром 4,5 мм, установленных на буксире «Вагис», составит 39 000 часов общего времени работы в кормовой части и 32 500 часов в носовой части судна.
Объектом исследования является полимерный дорожный блок, изготовленный из продуктов переработки пластмасс. Исследование направлено на определение оптимальных геометрических и конструктивных характеристик полимерного блока, которые обеспечат необходимую прочность при нагрузке от транспортных средств. Методы. Моделирование основных напряжений в блоке проводилось в программном комплексе Simula Abacus. Результаты. Анализ распределения сжимающих напряжений в исходной зоне поперечного сечения показал, что пики сжимающих напряжений достигаются во внутренних углах блока в местах приложения нагрузки. Концентрация напряжений возникает, когда поперечное сечение блока резко меняется. Более плавный переход от одного сечения к другому позволяет значительно снизить возникающую концентрацию напряжений. Скругление углов увеличивает расход материала на блок, что требует определения оптимального радиуса скругления.
Объектом исследования является влияние углеродного волокна на электрические и теплофизические свойства минеральной матрицы, а также возможность использования модификатора в качестве микронагревательного элемента. Метод. Для изучения механических, электрических и теплофизических характеристик, а также физико-химических свойств материала на основе фторангидрита использовались традиционные методы испытаний в сочетании с современными методами исследования, включая дифференциальную термический калориметрию. Результаты. Предложенный подход к снижению удельного сопротивления оказался эффективным. Смеси с низким удельным сопротивлением могут быть использованы для производства композитов на основе фторангидрита и углеродного волокна. Анализ теплофизических свойств крупногабаритных изделий на основе разработанного состава подтвердил возможность их использования в системах резистивного нагрева.
Объектом исследования является анализ эффективности различных методов линейного программирования (ЛП) в оптимизации процессов принятия решений при управлении строительными проектами. Целью данного исследования является сравнение эффективности различных методов ЛП в оптимизации решений по контролю качества строительства с учётом ограничений по стоимости и срокам. Метод. В исследовании применяются три метода ЛП: симплекс-метод, двойственный симплекс-метод и метод внутренней точки. Каждый метод применяется к конкретному сценарию, в котором девелоперская компания сталкивается с дилеммой выбора оптимального метода контроля качества в ходе строительного проекта. Методы ЛП используются для оценки вычислительной эффективности, точности и практических последствий каждого подхода. Результаты. Анализ сценария исследования показывает, что каждый метод ЛП имеет свои сильные стороны и особенности. Симплекс-метод демонстрирует простоту и относительно быструю сходимость, что делает его подходящим для решения простых задач оптимизации. Двойственный симплекс-метод демонстрирует устойчивость при работе со сложными сценариями, такими как вырождение и наличие нескольких оптимальных решений. В то же время метод внутренних точек оказывается весьма эффективным при решении крупномасштабных задач со сложными переменными и ограничениями, предлагая точное и надёжное решение.
В статье обобщаются результаты исследований автора за последние несколько лет. Объектом исследования является наномодифицированный фибробетон для дорожных и аэродромных покрытий. Целью работы является разработка научно обоснованного технологического решения, обеспечивающего производство модифицированного фибробетона для дорожного и аэродромного строительства, а также всестороннее изучение его эксплуатационных характеристик. Метод. Распределение частиц по размерам в композитном вяжущем изучалось с помощью лазерной гранулометрии. Технологические свойства смеси определялись путем изучения поточного осадка. Средняя плотность была рассчитана путем деления массы образца на его объем. Прочность на сжатие изучалась при статической нагрузке на прессе на образцах с ребром 70 мм в возрасте 3, 7 и 28 дней. Результаты. Обосновано и экспериментально подтверждено технологическое решение для производства базальтофибробетона на модифицированном композиционном вяжущем (МКВ), которое заключается в создании пакета гидратных образований сверхвысокой плотности на наноуровне с использованием нового нетрадиционного сырья (алюмосиликатов, полученных по разработанной технологии, а также гидротермальной нанокремнезёмной массы). В результате MCB в сочетании с базальтовой микрофиброй, подобранной по закону подобия, обеспечивает увеличение прочности на растяжение при изгибе фибробетона в четыре раза и ударопрочности до 9 раз. Соотношение прочности на растяжение при изгибе и прочности на сжатие, равное 0,25, подтверждает эффективность работы при динамических и ударных нагрузках. Этот факт обеспечивает эффективность формирования структуры на ранних стадиях (прочность на растяжение при изгибе через 1 день составляет 3,6 МПа).