Алексей Александрович Серых, директор по строительству
ул. Гайдара, д. 14, г. Хабаровск, 680000, Российская Федерация
e-mail: Kaliberdajob@mail.ru
Aleksei A. Serykh, Director for Construction
Gaidar str., 14, Khabarovsk, 680000, Russian Federation
e-mail: Kaliberdajob@mail.ru
Введение. Обилие подходов численного моделирования, инженерных решений, включая использование технических программных комплексов, не дало возможности найти рациональный универсальный метод повышения такого значимого параметра, как износоустойчивость строительных конструкций, что делает актуальными исследования в данной области.
Цель. Проведение испытаний конструктивных элементов с заданными параметрами для оценки возможных вариантов применения искусственно созданных материалов (упругие, низкомодульные) с целью демпфирования конструкций, включая их компоненты на примере металлических мостовых балок.
Материалы и методы. В ходе исследования применялись численные методы оценки на основе параметрического анализа консольной балки и балки мостового крана (решение дифференциальных уравнений второго порядка). Частотный анализ балки проводился путем компьютерного моделирования в программной среде SolidWorks. Проводилось сравнение полученных значений показателей логарифмического понижения прочности металлических мостовых конструкций с общепринятыми справочными величинами в определенных диапазонах. В качестве исходных данных в численных расчетах фигурировали такие показатели, как грузоподъемность мостового крана – 20 тонн, пролет – 19,5 метров. Исходные размеры поперечного сечения стальной мостовой балки были выбраны на основе предложенной методики В.Е. Дусье, Ю.В. Наварского, В.П. Жегульского: H = 1,1 м; b = 0,6 м; S = 9 мм.
Результаты. Численное и компьютерное моделирование продемонстрировало возможность увеличения срока службы элементов конструкций технического оборудования, демпфируемых изоляционным материалом. Была определена необходимость тестирования усталостных характеристик наполнителя, его адгезии к металлу. Поиск рационального решения возможен при условии детального изучения схемы размещения изоляционного материала внутри конструкции.
Выводы. С точки зрения задач оптимизации необходимо проводить оценку стоимости проекта. В то же время представленные результаты показали, что такой способ демпфирования имеет хорошие перспективы с точки зрения повышения прочности и долговечности элементов металлических конструкции.
Introduction. The abundance of numerical simulation approaches and engineering solutions, including the use of technical software packages, fails to find an appropriate universal method for increasing such a significant parameter as the durability of building structures.
Aim. To conduct tests of structural elements with specified parameters; to assess possible options of artificial elastic and low-modulus materials for damping structures, including their components, by the example of metal bridge beams.
Materials and methods. The study uses numerical assessment methods based on the parametric analysis of the cantilever and overhead crane beams by solving second-order differential equations. The frequency analysis of beams was carried out using computer simulation in the SolidWorks software environment. The obtained values of the logarithmic strength reduction indicators for metal bridge structures were compared with generally accepted reference values in certain ranges. The initial data of the numerical calculations for the bridge crane included the lifting capacity of 20 t and span of 19.5 m. The initial dimensions of the cross-section for the steel bridge beam were selected based on the methodology by V.E. Dus’e, Yu.V. Navarskii, and V.P. Zhegul’skii: H = 1.1 m; b = 0.6 m; S = 9 mm.
Results. Numerical and computer simulation has demonstrated the possibility of increasing the durability of structural elements in technical equipment damped by insulating materials. However, fatigue characteristics of the filler and its adhesion to the metal should be tested. An appropriate solution can be obtained provided the studied in detail layout of the insulating material inside the structure.
Conclusions. For optimization problems, it is necessary to conduct an assessment of the project cost. At the same time, the presented results show that this damping method has good prospects in terms of increasing the strength and durability of metal structural elements.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.