ivdon3@bk.ru
Рассматривается задача устойчивости плоской формы изгиба деревянной балки постоянного прямоугольного сечения, нагруженной сосредоточенной силой в середине пролета. Приводится дифференциальное уравнение для случаев приложения силы не в центре тяжести сечения. Решение уравнения производится численно методом конечных разностей. Для случая приложения нагрузки в центре тяжести задача сводится к обобщенному вековому уравнению. В других случаях используется разработанный авторами итерационный алгоритм, реализованный в пакете Matlab. Получена зависимость между величиной критической силы и положением точки приложения нагрузки. Для указанной зависимости подобрана линейная аппроксимирующая функция. Выполнено сравнение результатов, полученных авторами, с аналитическим решением при помощи функций Бесселя.
Ключевые слова: устойчивость плоской формы изгиба, вековое уравнение, метод конечных разностей, итерационный процесс
В данной статье выявлена проблема современной системы отопления, которая заключается в падении давления на конкретных участках, которые приводят к уменьшению тепловой производительности. Для практического исследования разработана схема, целью которой является определение гидравлических потерь на 2 участках, с установленными на них арматурами, которые имеют определенный коэффициент сопротивления. Основой для расчета выбран метод удельной потери давления.
Ключевые слова: гидравлическое сопротивление, система отопления, потери давления, местное сопротивление
Статья посвящена вопросу снижения расхода стали в сжатой зоне железобетонных элементов. Особое внимание уделяется комбинированному преднапряжению, в котором арматура растянутой зоны подвергается предварительному растяжению, а сжатой – предварительному сжатию. Комбинированное преднапряжение позволяет уменьшить расход стали, а также повысить показатели многих технических характеристик при помощи повышения предельных напряжений в высокопрочной арматуре сжатой и растянутой зон
Ключевые слова: комбинированное преднапряжение, сжатая зона, снижение расхода стали, сжатая арматура
05.23.00 - Строительство и архитектура , 05.23.17 - Строительная механика
В данной статье рассматривается механико-математическая модель деформирования и развития зон пластических деформаций в оползневых склонах при статическом и динамическом воздействии с учетом физической и геометрической нелинейности.
Ключевые слова: оползневой склон, зона пластической деформации, динамическое воздействие, физическая нелинейность, геометрическая нелинейность, девиатор напряжений, тензор напряжений, деформируемость грунтовой среды
Рассматривается способ расчета на устойчивость стенки стального спирально-навивного силоса при осесимметричном выпучивание под действием внутреннего давления зерна. Конструкция силоса состоит из сглаженных через фальцы коротких цилиндрических оболочек, имеющих начальные искривления, направленные внутрь. Получено решение для определения критических напряжений коротких оболочек.
Ключевые слова: стальной силос, стенка спирально-навивного силоса, осесимметричное выпучивание, начальное искривление оболочки, внутреннее боковое давление, упругий отпор зерна, сила трения зерна
В статье предложено описание разработанного оптического измерительного комплекса для бесконтактной регистрации и обработки результатов измерений малых пространственных (линейных и угловых) перемещений поверхностей объектов контроля, основанного на применении лазерных технологий и оптических интерференционных методов. Предлагаемый комплекс предназначен для решения всех возникающих измерительных задач при исследовании физико-механических свойств новых материалов и в процессе диагностики состояния конструкционных материалов акустическими активными методами неразрушающего контроля. Описаны структура комплекса, его составные части, раскрыты особенности построения и функционирования при проведении измерений. Приведены описания новых технических решений для реализации составных частей рассматриваемого комплекса. Предлагаемый комплекс предназначен для использования в приборостроении, машиностроении, судостроении, авиастроении, топливно-энергетическом комплексе и т.п.
Ключевые слова: оптический измерительный комплекс, бесконтактные измерения, измерения малых пространственных перемещений, конструкционные материалы, диагностика состояния
05.23.17 - Строительная механика , 08.00.05 - Экономика и управление народным хозяйством (по отраслям и сферам деятельности)
Рассмотрена деформационная модель применительно к изгибаемым элементам, наиболее характерным для частично предварительно напряженных железобетонных конструкций. Исследована несущая способность и деформативность частично предварительно напряженных конструкций. Приведены критерии прочности по сжатому бетону, отвечающему достижению предельных деформаций в сжатом бетоне, а также по растянутой продольной арматуре, характеризующейся достижением предельных деформаций либо в напрягаемой, либо в ненапрягаемой арматуре. Проведен анализ результатов расчета прочности и деформативности частично предварительно напряженных конструкций при кратковременном и длительном действии нагрузки по деформационной модели и по нормам. Показана, что деформационная модель достаточно точно оценивает по прочности и деформациям частично предварительно напряженные железобетонные элементы при различном характере нагружения, для любых сочетаний напрягаемой и ненапрягаемой арматуры.
Ключевые слова: предварительно напряженные элементы, деформативность, прочность, ненапрягаемая арматура, диаграммы состояния, деформационная модель
Рассматривается влияние автосмещения в резонансно-туннельном диоде (РТД) на динамический диапазон усилителей на данных диодах. Учитывая автосмещение, были выявлены два возможных вида амплитудных характеристик и границы их существования. Для этих двух типов амплитудных характеристик были получены выражения, определяющие динамический диапазон усилителя. При использовании амплитудной характеристики первого типа автосмещение расширяет область существования этой амплитудной характеристики и приводит к уменьшению динамического диапазона. При амплитудной характеристики второго типа можно добиться некоторого расширения динамического диапазона.
Ключевые слова: резонансно-туннельный диод, вольтамперная характеристика (ВАХ) диода, динамический диапазон, коэффициент усиления, степень регенерации, режим питания усилителя на РТД.
05.23.17 - Строительная механика , 08.00.05 - Экономика и управление народным хозяйством (по отраслям и сферам деятельности)
В работе рассматривается изгиб пластины на упругом основании. Пластина в плане имеет прямоугольное очертание. Материал пластины изотропный. Пластина подкреплена рёбрами жёсткости, направленными параллельно сторонам пластины. Учитывается, что рё-бра жёсткости, параллельные разным сторонам, имеют разные жёсткости на изгиб и кручение. За расчётную схему принимается ортотропная пластина, имеющая различные цилиндрические жёсткости в двух взаимно перпендикулярных направлениях, параллельных подкрепляющим рёбрам. Упругое основание принимается Винклеровским, т.е. считается, что реакция основания прямо пропорциональна прогибу пластины в каждой точке. Пластина опирается на упругое основание и нагружена распределённой нагрузкой по следующему закону q=q_0*sin〖2πx/a*cos〖πy/2b〗 〗. Задача решается обратным методом. Функция прогибов пластины задаются в виде: w=C*sin〖2πx/a*cos〖πy/2b〗 〗. Исследуется напряженное состояние и проводится расчет на грузоподъемность для различных параметров пластины и основания.
Ключевые слова: рёбра, пластина, упругое основание, обратный метод, тонкая, ортонормированная, изгиб, грузоподъёмность, прочность
Рассматривается способ расчета на устойчивость стенки стального спирально-навивного силоса при осесимметричном выпучивание под действием внутреннего давления зерна. Конструкция силоса состоит из сглаженных через фальцы коротких цилиндрических оболочек, имеющих начальные искривления, направленные наружу. Получено решение для определения критических напряжений коротких оболочек.
Ключевые слова: стальной силос, стенка спирально-навивного силоса, осесимметричное выпучивание, начальное искривление оболочки, внутреннее боковое давление, упругий отпор зерна, сила трения зерна
В работе рассматривается прямоугольная пластина, подкреплённая рёбрами жёсткости в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Пластина опирается на упругое основание и нагружена распределённой нагрузкой по следующему закону q=q_0*sin〖2πx/a*cos〖πy/2b〗 〗. Задача решается обратным методом. Функция прогибов пластины задаются в виде: w=C*sin〖2πx/a*cos〖πy/2b〗 〗. За расчётную схему принимается шарнирно опёртая ортотропная пластина на упругом Винклеровском основании. Исследуется напряженное состояние и проводится расчет на грузоподъемность для различных параметров пластины и основания. Расчёты показали, что грузоподъёмность волнистой пластины выше по сравнению с грузоподъёмностью плоской пластины.
Ключевые слова: гофрированная, пластина, упругое основание, обратный метод, тонкая, ортонормированная, изгиб, грузоподъёмность, прочность
В настоящее время элементы природных конструкций окружающего нас мира служат основой для заимствования их архитекторами и проектировщиками в их профессиональной деятельности. Это обусловлено не только эстетической привлекательностью природных объектов, но и большой функциональностью их формы, обеспечивающей высокую степень прочности, надежности, адаптации к изменяющимся внешним условиям, комфортности их использования в качестве жилых и производственных помещений. В данной работе предоставлен анализ НДС яйцеобразной оболочки под действием собственного веса и внутреннего давления.
Ключевые слова: напряжённо-деформированное состояние, метод конечных элементов, яйцеобразная оболочка, собственный вес, внутреннее давление, анализ, усилия, деформация
Неразрезная балка на которой расположены сосредоточенные массы на упругих опорах подвергается сейсмическому воздействию виде стационарного случайного процесса со скрытой периодичностью. Определяются собственные частоты колебаний и находят функцию надежности по времени. Используется теория выбросов за пределы расчетного сопротивления.
Ключевые слова: Балка, сосредоточенная масса, упругая опора, корреляционная матрица, собственная частота, эффективная частота, случайный процесс, скрытая периодичность, надежность, время
Сравниваются технико-экономические показатели различных вариантов конструктивных решений перекрытий. По результатам расчетов определяется наиболее экономический выгодный вариант.
Ключевые слова: перекрытие, железобетонный, ребристый, монолитный, сборный, пустотный, профилированный, настил, сталежелезобетонный, расход, арматура, бетон, трудоемкость
В статье рассмотрен вопрос ползучести в строительной механике. Записаны системы нелинейных разрешающих уравнений для разных видов ядер ползучести. Рассмотрен алгоритм решения задачи нелинейной наследственности.
Ключевые слова: ползучесть, нелинейная наследственность, аппроксимации ядер ползучести, метод конечных элементов, ядра экспоненциального типа, метод наименьших квадратов, узлы коллокации
В статье рассматривается методика вероятностного расчета на сейсмостойкость с применением стохастического линейного уравнения, решение которого ведется методом канонических разложений. Приведены полученные выражения для спектральной плотности выхода и коэффициента динамичности.
Ключевые слова: вероятностный расчет, метод канонических разложений, сейсмика, коэффициент динамичности, стохастическое уравнение
Рассматривается вопрос определения аппроксимирующей функции прогибов строительных конструкций с использованием метода наименьших квадратов.
Ключевые слова: аппроксимирующая функция, метод наименьших квадратов, прогибы конструкций, прогнозирование деформаций, деформации конструкций
В статье рассматриваются вопросы ударного взаимодействия частиц со слоями дисперсного материала различной толщины. Исследуется влияние скорости взаимодействия и толщины подложки на вид и структуру результата столкновения. Установлено, что при небольших скоростях имеет место формирования кратера, при этом частица находится на поверхности подложки. С ростом скорости взаимодействия наблюдается образование короны, а частицы проникают в материал подложки. Опытным путем установлены значения скоростей и толщины подложки, соответствующие началу формирования короны.
Ключевые слова: частица, удар, поток, всплеск, отражение, скорость, струя, сыпучий материал, течение, коэффициент восстановления скорости, подложка
05.23.17 - Строительная механика , 08.00.05 - Экономика и управление народным хозяйством (по отраслям и сферам деятельности)
В статье приведены результаты экспериментальных исследований знакопеременного кручения при жестком режиме нагружения, в процессе которых выявлены особенности поведения материалов при таком нагружении. При этом осуществлялось исследование диаграмм деформирования в последовательности циклов нагружения и при нагружении со стохастической последовательностью промежуточных разгрузок образца. Установлено, что петля гистерезиса первого цикла нагружения по форме существенно отличается от последующих, однако после трех - четырех нагружений размеры и форма петли во всех случаях стабилизируются. При нагружении с промежуточными разгрузками малые случайные петли не выходят за пределы основной (предельной) петли гистерезиса, а находятся внутри нее.
Ключевые слова: торсион, деформируемый в упругопластической области, жесткий режим нагружения, диаграмма деформирования образца, цикл нагружения, энергопоглощающий элемент, петля гистерезиса
Исследование устойчивости прямолинейных стержней, определение критических нагрузок, отыскание собственных значений и форм с использованием численных методов и современных программных средств.
Ключевые слова: Устойчивость, критическая сила, дифференциальные уравнения, квадратная матрица, переменная распределённая нагрузка, однородный стержень переменного сечения, изгибающий момент, поперечная сила, момент инерции
Проблема формализации упругой линии тонкой стальной полосы большой гибкости возникла в процессе создания упругих элементов с нелинейной характеристикой для применения в различного рода демпфирующих устройствах. Такие упругие стержни испытывают большие перемещения при работе материала в пределах упругости, в частности, при осевом нагружении в закритической области, когда осевая нагрузка превышает Эйлерову силу, однако в докритической области перемещения недостаточно значительны для получения регрессивно-прогрессивной характеристики. В работе исследуются возможности смягчения упругой характеристики при осевом нагружении в начальный период путем применения жесткого консольного плеча, установленного на конце упругого стержня с приложением к нему вертикальной нагрузки. Одновременно исследуется влияние на упругую характеристику круговой траектории точки приложения вертикальной силы. Для формализации напряженно-деформированного состояния тонкой стальной пластины большой гибкости применяется метод эллиптических параметров.
Ключевые слова: упругая линия, тонкая полоса, большая гибкость, формализация, внеосевое нагружение, эллиптические параметры, регрессивно-прогресивная характеристика
Рассмотрены и представлены два метода расчета работы на изгиб тонкостенных стальных балок С-образного профиля. Раскрыты особенности расчета редуцированного (эффективного) сечения, показаны основные этапы расчета и расхождение методов. Представлена таблица с расчетами эффективного момента сопротивления балки С-образного профиля по обоим методам при работе на изгиб.
Ключевые слова: металлоконструкции, легкие стальные тонкостенные конструкции, тонкостенные балки, редуцированное сечение, работа на изгиб, С-образный профиль, эффективное сечение, эффективная площадь, эффективный момент сопротивления
В данной работе предлагается актуализировать значения несущей способности шарнирного узла крепления балок к колоннам на 2-х болтах. Проведен сравнительный анализ несущей способности узла представленной в серии 2.440-2 выпуск 1 и посчитанной по современным строительным нормам. Получено пять расчетных формул для пяти возможных предельных состояний узла. Представлена таблица с значениями предельных сил, воспринимаемых соединением. Приведен возможный вариант усовершенствования узла, путем включения в работу опорного столика.
Ключевые слова: несущая способность, металлические конструкции, шарнирный узел, конструктивное решение, соединение элементов, предельное состояние
Проведен анализ публикаций и полученных результатов в области динамического поведения неоднородных балок и стержней по материалам зарубежной печати. Работа состоит из введения и шести разделов. Во введении обсуждается актуальность вопросов, связанных с изучением колебаний неоднородных балок. Вторая часть посвящена освещению достижений в области разработки и применению аналитических методов и подходов. Следующий параграф касается различных аспектов, отражающих разнообразие динамических явлений, возникающих в геометрически неоднородных балочных конструкциях. Обсуждаются результаты, связанные с моделированием конических, ступенчатых балок и стержней, имеющих различные типы геометрических особенностей. В четвертом разделе обсуждается современное состояние вопросов в области решения динамических задач для физически неоднородных балок. Показано, что структурная неоднородность может быть связана не только с материальными свойствами, но и возникать вследствие внешних воздействий, таких как инерционные воздействия и температурные нагрузки. Значительное внимание уделено вопросам связанных с эффективным применением структурно неоднородных балок в области архитектуры, строительстве, робототехнике, аэронавтике и других инновационных сферах. В шестом и седьмом параграфах приводится обзор существующих численных методов и подходов для приближенного и достоверного описания динамических процессов происходящих в неоднородных балках. Обсуждаются различные промышленные программные пакеты, позволяющие за приемлемое время и с высокой степенью точности решать динамические задачи балок с переменными физическими и геометрическими свойствами. В седьмой, завершающей части большое внимание уделено применению метода конечных элементов.
Ключевые слова: динамика, балка переменного сечения, собственные колебания, численные методы, структурная неоднородность, метод конечного элемента, функционально градуированные материалы
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.17 - Строительная механика
В статье изложены основные понятия трехмерного аналога множества Мандельброта и фрактальной архитектуры. Изложены идеи фрактального формообразования структуры в процессе параметрического и фрактального проектирования. Предложен алгоритм визуализации фракталов в геометрические формы, реализованный в программе «3D моделирование фракталов», разработанной авторами. Сложная фрактальная структура трехмерного фрактала Мандельброта исследуется послойно и сравнивается с буддийскими мандалами и архитектурой пагод.
Ключевые слова: фрактал, фрактальная геометрия, множество Мандельброта, пространственный фрактал, 3D моделирование фрактала, фрактальная структура, формообразование
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.17 - Строительная механика