Л.В. Енджиевский, А.А. Юрченко
Анализ численных и экспериментальных результатов напряженно-деформированного состояния балки замкнутого сечения с перфорированными стенками при свободном кручении с изгибом
Сибирский федеральный университет
Аннотация. В статье представлены результаты экспериментальных исследований стальной балки замкнутого сечения с перфорированными стенками на воздействие свободного кручения с изгибом. Проведены сравнения полученных экспериментальных данных с результатами аналитических и численных по МКЭ расчетов.
Ключевые слова: балка коробчатого сечения с перфорированными стенками, изгиб с кручением, экспериментальные, численные исследования.
А.М. Алёхин
Анализ равенств нахождения масштабных коэффициентов для имитации гололеда в климатической камере ДонНАСА
Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
Аннотация. В статье произведен анализ третьего равенства системы основных соотношений [3], содержащих три коэффициента масштабирования для имитации гололеда в климатической камере ДонНАСА, а также представлена параметрическая система уравнений. Эта зависимость отличается от двух предыдущих тем, что связывает величины Кd, Кn, Kсв характеризующие водяной поток. Проведен анализ явной зависимости масштабного коэффициента плотности воды Кrb от количества молекул воды Кn. Разрешены частные производные функции g1(ДKсв,ДКn), приравненные нулю, которые, во-первых, представляют уравнения прямых, на которых располагаются вершины эллипса, а во-вторых, из системы полученных уравнений найдены положенные центры эллипса ДКсв=0,6 и ДКn=0,6. При решении данной задачи необходимо знать возможные изменения масштабных коэффициентов, чтобы быстрее найти нужный вариант решения. Так, в первой полусистеме предполагалось, что ограничены коэффициенты Кв<1 и Кn<1, а во второй системе известной системе Кф и независимой Кd.
Ключевые слова: масштабные коэффициенты, система уравнений, климатическая камера ДонНАСА, эксперимент, натура, модель, гололед, поток воздуха, система координат, гипербола, прямая, кривая, ряд Тейлора.
В.Н. Кущенко
Влияние динамических характеристик конструкций укосных шахтных копров на параметры особых нагрузок от разрыва подъёмного каната
Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
Аннотация. В статье приведены результаты теоретического исследования влияния динамических характеристик конструкций шахтных копров на параметры особых нагрузок от разрыва подъёмного каната. На основании математического моделирования динамического взаимодействия конструкций шахтных копров с подъемной машиной при защемлении поднимающегося сосуда установлена степень влияния сил инерции масс сооружений на величину главного вектора нагрузки от подъёмных канатов. Для крупных подъёмных машин, для экстремальных значений аварийных нагрузок, коэффициент динамичности составляет 1,05-1,1. Для шахтных подъёмных установок, оборудованных малыми подъёмными машинами, случай, когда разрыв подъёмного каната невозможен, коэффициент динамичности составляет 1,2-1,3. При проектировании копров необходимо учитывать влияние динамического характера нагрузок от подъёмных канатов. Особенно значительное влияние сил инерции на напряжённо-деформированное состояние конструкций шахтных копров с расположением направляющих шкивов на одном уровне для крутильных форм колебания, в этом случае коэффициенты динамичности составляют 1,3-1,6.
Ключевые слова: укосные шахтные копры, аварийные нагрузки, расчёт строительных конструкций, коэффициенты динамичности.
И.В. Роменский, Е.В. Русакова
Стабилизация провисающих мембранных покрытий, работающих в составе вертикальных цилиндрических резервуаров
Донбасская национальная академия строительства и архитектуры;ООО “Ресурс-Инжиниринг”
Аннотация. В статье рассмотрены основные вопросы повышения эффективности вертикальных цилиндрических резервуаров путем применения покрытий в виде провисающих мембранных оболочек. Применение таких конструктивных решений обеспечивает уменьшение массы по сравнению с традиционными решениями в виде купольних покрытий. К недостаткам мембранных покрытий относится их высокая деформативность. Для мембранных покрытий, работающих в составе резервуаров, существенной нагрузкой является избыточное давление. Для предотвращения возможности явления так называемого обратного выхлопа необходимо применение мероприятий стабилизации конструкции покрытия. В качестве стабилизирующего устройства предлагается использовать железобетонный элемент, масса которого подбирается из условия компенсации избыточного давления. Предложена методика определения оптимальной толщины мембранной оболочки. Использованы принципы нелинейного математического программирования, основанные на методе штрафных функций. Решение оптимизационной задачи выполнено с использованием метода деформируемого многогранника. Для типовых резервуаров объемом 10…50 тысяч кубических метров (соответственно диаметром 28,5…60,7м) определены оптимальные параметры мембранных покрытий. Определена масса покрытий с учетом дополнительных нагрузок от стабилизирующего элемента. Приведена экономическая эффективность предложенного варианта стабилизированного мембранного покрытия по сравнению с типовым решением.
Ключевые слова: вертикальный цилиндрический резервуар, мембранное покрытие, стабилизация, оптимальное проектирование.
Б. Дярвинис, А. Квядарас
Исследование критических касательных напряжений в стенке-перемычке перфорированных балок путем применения метода конечных элементов
Вильнюсский технический университет им. Гядиминаса
Аннотация. В этой статье проанализированы балки, длина которых 12 м и толщина стенки от 6 мм до 12 мм при высоте стенки от 500 до 1000 мм. Диаметр перфорации подобран от половины высоты стенки до высоты стенки минус 100 мм. Площадь двух полок подобрана равной площади стенки, а толщина полок – равной двум толщинам стенки. Рассматриваемые балки были нагруженные равномерно распределенной нагрузкой, деформации верхней полки были ограничены из плоскости. Основная цель работы была установить критические касательные напряжения в стенке-перемычке, при которых она утратила бы местную устойчивость. Расчеты проведены с использованием аналитических формул и метода конечных элементов. Результаты расчетов были сопоставлены между собой и приведены в виде графиков.
Ключевые слова: перфорированная балка, перфорация, форма перфорации, метод конечных элементов, диаметр перфорации, выпучивание стенки-перемычки, критические касательные напряжения.
Д.О. Банников
Определение коэффициента бокового давления сыпучего материала в замкнутом сосуде
Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна
Аннотация. В публикации приведена авторская теоретическая модель для определения коэффициента бокового давления сыпучей среды на стенки замкнутого сосуда, в котором среда находится. Модель представляет собой пространственную дискретную систему, которая позволяет учесть наиболее существенные особенности внутренней структуры сыпучего материала. Показано ее отличие от существующих моделей и подходов. С помощью разработанной модели автором получено выражение для расчета коэффициента бокового давления сыпучей среды в замкнутом сосуде. Показано, что этот коэффициент зависит не только от ряда физико-механических характеристик сыпучего материала, но и от геометрических параметров сосуда. Сделанное автором допущение относительно изменения структуры сыпучего материала во время его движения в замкнутом сосуде позволило получить отдельное теоретическое выражение для коэффициента бокового давления для момента начала разгрузки. Его значение оказывается выше, чем для аналогичного коэффициента для статического состояния материала.
Ключевые слова: сыпучий материал, емкость, давление сыпучего материала.