Р.К. Прилепский, Э.С. Савенко, С.В. Крахин, Р.И. Рыбалко
Вопросы динамики пневматических перфораторов
Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
Аннотация. В статье изложены результаты исследований динамики пневматических перфораторов на основе системы дифференциальных уравнений термодинамики тела переменной массы и динамики поршня. Детальный анализ показывает, что изменяемость массы термодинамического тела имеет место в рабочем процессе пневматического перфоратора и оказывает несомненное влияние на характер процесса, что и определяет выбор системы исходных уравнений. Приведенные системы уравнений не имеют общего решения, но имеют частные случаи решения, представляющие интерес при теоретическом исследовании рабочего процесса. Разработан метод сравнения пневматических перфораторов по принципу подобия (получены критерии подобия), позволяющий результаты единичных исследований распространить на весь типоразмерный ряд.В настоящее время методы расчета воздухораспределительных устройств перфораторов разработаны недостаточно детально, причём рассмотрены в основном вопросы статики, что не позволяет проанализировать рабочие процессы с учётом динамики и термодинамики воздухораспределительных устройств, а, следовательно, и с точки зрения теории подобия. С целью разработки метода, позволяющего рассчитать предполагаемый график движения клапана предложены дифференциальные уравнения, характеризующие рабочий процесс наиболее распространенных типов воздухораспределительных устройств пневмомолотков и указаны методы их решения.
Ключевые слова: перфоратор, поршень, динамика, уравнение, критерий, клапан, термодинамика, давление, масса.
Р.Н. Павловский, С.Г. Кузнецов
Моделирование приземного пограничного слоя атмосферы в аэродинамических трубах с короткой рабочей частью
Киевский национальный авиационный университет
Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
Аннотация. В статье представлена новая методика моделирования приземного пограничного слоя атмосферы для аэродинамических труб с короткой рабочей частью, с целью адаптировать лабораторные установки для испытаний строительных объектов. Классические авиационные аэродинамические трубы имеют короткие рабочие секции (не менее чем высота рабочей части) с низким уровнем турбулентности. Из требований строительной аэродинамики понятно, что для получения точных результатов необходимо моделировать атмосферный пограничный слой. При проектировании сильный ветер, который подвержен незначительному влиянию термальной стратификации, является наиболее важным. Поэтому набегающий поток обычно изотермальный, который моделирует термально нейтральный атмосферный пограничный слой. Аэродинамические трубы, разработанные для создания этого типа потока, классифицируются как аэродинамические трубы с пограничным слоем. Разработка новых генераторов вихрей позволяет обеспечить бесступенчатое регулирование толщины пограничного слоя, использование одних и тех же генераторов вихрей, и за счет этого существенное расширение экспериментальных возможностей существующих многочисленных авиационных аэродинамических труб с короткой рабочей частью, делает возможным выполнение в этих аэродинамических трубах метеорологических исследований.
Ключевые слова: атмосферный пограничный слой, аэродинамическая труба, строительная аэродинамика, моделирование ветрового потока.
В.В. Стоянов, А.И. Давиденко
Повышение прочности и деформативности деревянных балок
Одесская государственная академия строительства и архитектуры
Научно-исследовательский институт строительных конструкций
Аннотация. В статье рассмотрены известные подходы расчета деревянных балок при поперечном изгибе. Учитывая особенности работы древесины при различных напряженных состояниях, обосновываются новые приемы повышения несущей способности деревянных изгибаемых элементов. В этой связи древесина рассматривается как природный полимер, состоящий из системы трубчатых волокон. Обращаем внимание на пластический характер работы древесины на сжатие, где определяющую роль играет аморфная часть целлюлозных волокон, которые могут быть модифицированы, что приведет к повышению прочности и жесткости при сжатии.
Ключевые слова: древесина, целлюлоза, увеличение прочности и деформативности.
М.Ю. Мазаник, А.А. Редько
Сжигание угольного метана в диффузионной подовой горелке
Харьковский государственный технический университет строительства и архитектуры
Аннотация. В статье приведены особенности процесса горения низкокалорийных газов в диффузионных подовых горелках, на основании чего принято моделирование механизма образования монооксида углерода и оксидов азота. Приведены результаты численного исследования по сжиганию угольного метана в серийной подовой горелке и модифицированной для сжигания угольного метана. Получены данные по температурным полям и полям скорости, распределению СО, О2, Nox, СН4 и других компонентов. На основании расчета значения скорости и температур в модифицированной горелке ниже, чем в серийной, а также экологические параметры имеют более низкие значения.
Ключевые слова: угольный метан, диффузионная подовая горелка, энергетические и экологические характеристики.
А.А. Петраков, Н.А. Петракова, Н.Г. Лобачева
Практические методы анализа предельных состояний оснований и фундаментов
Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
Аннотация. Рассматриваются методы анализа предельных состояний оснований, фундаментов и грунтовых массивов, основанные на решении смешанной задачи теории упругости и пластичности. Проанализированы проблемы численной реализации алгоритмов таких методов. Приводятся сведения об особенностях численной реализации методов анализа предельных состояний безитерационным шаговым методом с учетом схемы разрушения конструкции в вычислительном комплексе «Нелинейный Полифем». Отмечается существенное влияние коэффициента Пуассона на результаты решения упруго-пластической задачи. Численная реализация методов иллюстрируется примерами расчета пристенного оползня и фундаментов ЛЭП на воздействие выдергивающей нагрузки. Даны рекомендации по разработке алгоритмов, основанных на решении упруго-пластической задачи, с применением коэффициентов релаксации, обеспечивающих групповой переход конечных элементов в предельные состояния и позволяющих избежать машинного зацикливания.
Ключевые слова: нелинейный анализ основания и фундаментов, смешанная задача теории упругости и пластичности.
М.К. Пактер, А.И. Середа, В.И. Братчун, В.Л. Беспалов, Л.А. Горбанова
Фотоокислительное старение полиамида
Украинский научно-исследовательский институт пластических масс
Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
Аннотация. С использованием комплекса методов экспериментальных исследований (аппарат искусственной погоды ИП1-3, испытательная машина на осевое растяжение UTS-10 с построением диаграммы «напряжение (?р) – деформация (?в)», метод ДСК – дифференциальная сканирующая калориметрия (скорость подъема температуры 10 К/ мин), инфракрасная спектроскопия, электронная микроскопия) изучено фотоокислительное старение полиамидных полимеров. Установлено, что для исходных стабилизированного и нестабилизированного образцов полиамида (до фотоокислительного старения) диаграмма зависимости ? – ? имеет три характерных участка: первый участок – линейная зависимость между ? и ?; второй участок – пластическое течение; третий участок – хрупкое разрушение полиамида. По мере увеличения интенсивности световой экспозиции, то есть количества освещения (Н), в частности, при Н=2,02·106 лк·ч нестабилизированный, как и стабилизированный ПА-6,6 , становится жестким и хрупким. Характерно, что при облучении полиамида ультрафиолетовыми лучами в присутствии кислорода воздуха при температуре 60°С прочность образцов ПА-6,6 (?) сначала возрастает, а затем снижается. При этом относительное изменение (?) только снижается. Подтверждено, что коротковолновое УФ – излучение в сочетании с кислородом воздуха, температурой и влагой вызывает серьезные изменения в поверхностном слое. При этом преобладают фотохимические реакции, приводящие к охрупчиванию, прежде всего аморфных областей полимера, о чем свидетельствует снижение относительного удлинения при разрыве. Установлено, что количество продуктов окисления экспоненциально убывает от поверхности в глубину пленки. По мере увеличения продолжительности облучения возрастает количество трещин в образцах, отмечено пожелтение для нестабилизированного полиамида. Для ПА при действии излучения малой длины волны УФ (<300 нм) доминирующим является разрыв цепи между атомами углерода и азота. Вследствие высокой реакционной способности азотсодержащих концевых радикалов происходит образование аминогрупп и выделяется оксид углерода.
Ключевые слова: фотоокислительное старение, полиамид, нестабилизированный и стабилизированный ПА-6,6, облучение полиамида, УФ – излучение, температура, фотохимические реакции.