Search

Цель работы – повышение несущей способности металлических арочных крепей, используемых для поддержания горных выработок с помощью усиления в местах с наибольшим изгибающим моментом. Математическое моделирование применения усилителей крепи показало, что длину отрезков специального взаимозаменяемого профиля достаточно принять 30 см. Несложные расчеты показали, что вместо СВП 27 можно применить СВП 17 с вкладышами из отрезков того же типоразмера и сэкономить около 10 кг стали с каждого метра рамы. Предлагаемый способ повышения несущей способности крепи позволит снизить металлоемкость крепления горных выработок, и тем самым получить существенную экономию материальных и трудовых ресурсов. Проведенные исследования дают основание полагать, что предлагаемый вариант повышения несущей способности крепи, изготавливаемой из стального профиля проката, может существенно улучшить состояние горных выработок., The purpose of the work is to increase the bearing capacity of metal arch supports used to maintain mine workings by strengthening in places with the greatest bending moment. Mathematical modeling of the use of reinforcement reinforcements has shown that the length of the special interchangeable profile segments is sufficient to take 30 cm. Simple calculations showed that instead of SIP 27, you can use SIP 17 with inserts from segments of the same size and save about 10 kg of steel from each meter of the frame. The proposed method of increasing the bearing capacity of the support will reduce the metal intensity of the fastening of mine workings, and thereby obtain significant savings in material and labor resources. The conducted studies give reason to believe that the proposed option of increasing the bearing capacity of the support made of rolled steel profile can significantly improve the condition of mine workings., Горный журнал Казахстана, Выпуск 11 (211) 2022, Pages 37-41

Выполнен расчет многопролетной неразрезной балки, основанный на раскрытии статической неопределимости с помощью уравнений трех моментов. Определены реакции в промежуточных опорах и максимальные моменты по длине балки с различным количеством промежуточных опор, проведен анализ их величины в зависимости от расположения опор. The calculation of a multispan continuous beam based on the disclosure of static indeterminacy using the three-moment equation has been performed. The dependences of the reactions in the intermediate supports and the maximum bending moment along the length of the beam depending on the number of supports are determined and their values are analyzed.

Предложен подход к расчету статически неопределимых рам с учетом пластических зон (ПЗ) методом перемещений (МП) с использованием диаграммы материала с упрочнением. Приведен алгоритм, позволяющий в сейсмостойком каркасе преобразовать ПЗ в пластические зоны равного сопротивления (ПЗРС). Введены две упрощающие предпосылки, с помощью которых моделируется напряженно-деформированное состояние в упругопластической и пластической зоне. При заданной длине ПЗ записываются инкрементальные уравнения МП, устанавливающие связи между приращением изгибающих моментов и приращением нагрузки. На каждой ступени нагружения определяются длина ПЗ и соответствующая предельная нагрузка.

The subject of the study in the article is the problem of the exact forming of individual panels in the wingbox assembling process without technological spanwise joints of the wing. The goal of the study is to create a model for an oblique curvature forming of the stiffened panels, which provides high tolerance of the panel shape and a given position of the bending axis. Objectives: a development of procedures that improve the tolerance of panel forming, reduce the amount of fitting work, reduce labor intensity, and increase productivity. The methods include: local deformation forming method by means of applying bending moments at the sweep angle and an additional correction angle, which takes into account the elastic effects of the stiffened panel; as well as numerical analysis of the forming process using ANSYS simulation. The following results are obtained. The created model of oblique curvature forming of the stiffened panels provides the capability to model the process of panel forming with the given tolerance. Using numerical approach, the magnitudes of the normal stresses and strains, deflections of the panels formed by applying local moments at the sweep angle, at the maximum load applied as well as their residual values. The results of the experiment of panel forming by unconstrained bending and local deforming on aluminum alloy samples are described. Conclusions. The scientific novelty of the research is as follows: the developed model of the stiffened panel forming process for a swept wingbox proofed the high efficiency while achieved the specified tolerance; by comparing the results, obtained by different methods, the advantages of the model applied to the local method of achieving the wing panel oblique curvature are verified. The local forming method by applying local bending moments to the ribs of the panel allows us to correct the oblique angle and achieve high tolerance due to the iterative procedure

Purpose. To analyse two independently mathematical models (GALES and HWIND) for predicting the critical wind speed and turning moment needed to uproot and break the tree stems. Methods. The GALES model calculates the aerodynamic roughness and zero-plane displacement of a forest stand. The aerodynamic roughness provides a measure of the stress (force: unit area) imposed on the canopy as a function of wind speed and the zero-plane displacement provides a measure of the average height on the tree at which the wind acts. This allows calculation of the bending moment imposed on the tree for any wind speed, as a result is the model to make predictions of the wind speed at which the tree will be overturned and broken. In the HWIND model the turning moment arising from the wind drag on the crown is calculated assuming a logarithmic upwind profile. Based on the sum of wind load and the contribution from the overhanging weight of the stem and branches the total bending moment is calculated. The breaking strength of the stem and the support given by the root-soil plate are calculated from previous experiments. Findings. This allows calculating the wind speed required to break and overturn the tree. Application field of research. Forecasting the consequences of emergency situations connected with strong winds. Conclusion. Models comparisons showed that it is necessary to improve existing models and to develop new ones which will be more accurate.

Мета. Розробка нового підходу до раціоналізації комбінованої конструкції, враховуючи конструктивних, технологічних, експлуатаційних та економічних вимог. Методика. Для досягнення поставленої мети використовується метод зрівняння згинальних моментів, що базується на властивостях розпірних систем, а саме: в комбінованих балочних конструкціях визначаючими по витратах матеріалу є елементи, що працюють під дією напруженого стану у вигляді стискання зі згином; в елементах, які працюють на стискання зі згином, зменшення розмірів перерізу значною мірою визначається зменшенням згинального моменту; згинальні моменти збільшуються від опори до середини прогону. Наукова новизна. На основі проведених розрахунків, використовуючи вищеописану методику, був розроблений алгоритм оптимального проектування шпренгельної балки під дією постійного та тимчасового навантаження. Представлене рішення дозволяє отримати ефективну комбіновану конструкцію зі змінним числом стійок, залежно від необхідної довжини прогону, що відповідає прийнятому критерію оптимальності. Практична значимість. Використання даного підходу та алгоритму оптимізації, який базується на використанні конструктивних особливостей шпренгельної балки та вимагає мінімізації виникаючих згинальних моментів, дозволить значно зменшити трудомісткість подібного розрахунку, а також, підібрати оптимальні значення поперечних перерізів для кожного конкретного випадку., Цель. Разработка нового подхода к рационализации комбинированной конструкции с учетом конструктивных, технологичных, эксплуатационных и экономических требований. Методика. Для достижения поставленной цели используется метод уравнивания изгибающих моментов, основанный на свойствах распорных систем, а именно: в комбинированных балочных конструкциях определяющими по затратам материала являются элементы, испытывающие напряженное состояние в виде сжатия с изгибом; в элементах, работающих на сжатие с изгибом, уменьшение размеров сечения в большей степени определяется уменьшением изгибающего момента; изгибающие моменты возрастают от опоры к середине пролета. Научная новизна. На основании проведенных расчетов, используя вышеизложенную методику, составлен алгоритм оптимального проектирования шпренгельной балки под действием постоянной и временной нагрузки. Представленное решение позволяет получить эффективную комбинированную конструкцию с переменным числом стоек, в зависимости от требуемой длины пролета, соответствующую принятому критерию оптимальности. Практическая значимость. Использование данного подхода и алгоритма оптимизации, основанного на использовании конструктивных особенностей шпренгельной балки и требующего минимизации возникающих изгибающих моментов, позволит значительно уменьшить трудоемкость подобного расчета, а также, подобрать оптимальные значения поперечных сечений для каждого конкретного случая., Purpose. Developing a new approach to the rationalization of the combined structure, taking into account constructive, technological, operational and economic requirements. Methodology. The bending moment adjustment method representations to achieve the goal, based on the properties of the thrust-systems, namely: in the combination beam construction cost material defining elements are experiencing stress state of compression with a bend; in cells operating at the bending compression, reducing the size of the cross section largely determined by the decrease of the bending moment; bending moments increase from the support to the middle of the span. Originality. On the basis of calculations using the methodology set forth above, the algorithm of optimal design of truss beams under the influence of permanent and temporary load. The present solution allows to obtain an effective design combined with a variable number of racks, depending on the required span length, corresponding to the received optimality criterion. Practical value. The use of this approach and the optimization algorithm based on the use of the design features of truss beams and requires minimization of bending moments, will significantly reduce the complexity of the calculation, as well as to find the optimal values of the cross sections for each case.

Предложен метод расчета статически неопределимых рам с учетом пластических деформаций. Расчет основан на использовании диаграммы материала с упрочнением, приводящий к появлению пластической зоны (ПЗ). При реализации метода перемещений (МП) используются (как и при упругом решении задачи) два типа стандартных балок, но с тем отличием, что стандартные балки содержат ПЗ. Для обоих типов балок выполнены расчеты на все единичные и грузовые воздействия. Расчет рамы состоит из двух этапов. На упругом этапе определяются НДС системы и нагрузка, соответствующие предельно-упругому состоянию эпюры моментов. Пластический этап расчета выполняется при заданной длине ПЗ по методу последовательных нагружений. На каждой ступени нагружения приращение изгибающих моментов связывается с приращением нагрузки и вычисляется длина ПЗ.

Даны теоретические основы расчета на прочность скобовидной пластинчатой рессоры. Она представляет собой упругую пластину, концы которой отклонены от ее средней части в одну и ту же сторону и выполнены в виде консолей, снабженных приспособлениями для шарнирного крепления. Средняя часть пластины расположена параллельно линии действия нагрузки. Пластина выполнена с переменным по длине сечением, при этом в каждом сечении ось, относительно которой момент инерции сечения максимален, перпендикулярна плоскости изгиба рессоры. Запатентованная рессора спроектирована как «балка равного сопротивления». Приведенные расчетные схемы и основные уравнения напряженного состояния скобовидной пластинчатой рессоры не обусловлены какой-либо определенной формы ее поперечного сечения. Рассмотрены напряженное состояние скобовидной пластинчатой рессоры прямоугольного поперечного сечения с прямой нейтральной осью в ненагруженном состоянии. Методика проектировочного и поверочного расчетов приведена для различных профилей ее поперечного сечения. Расчет относится к средней части рессоры и полкам, непосредственно примыкающим к упругому устройству для шарнирного соединения рессоры со смежной с нею деталью конструкции. Рассмотрен случай, при котором нейтральная линия рессоры в первоначальном состоянии имеет большую или меньшую кривизну. Это − участки перехода от полок к полотну или участки, занимающие всю протяженность полок, если последние специально выполнены криволинейными. Поскольку кривизна таких участков велика, то их расчет выполнятся с учетом особенностей изменения напряженного состояния в кривых брусьях. Даны рекомендации для выбора допускаемых напряжений при проектировочном и поверочном расчете скобовидной пластинчатой рессоры на прочность и наибольших эквивалентных напряжений, определенных в наиболее опасных сечениях устройства. Они должны быть сопоставлены с напряжениями, допускаемыми для данного расчетного режима. При этом рассматриваются случаи двукратного статического испытания на максимальную нагрузку и многократного (циклического) динамического нагружения при изменении знака напряжения в рессоре.

Рассмотрен принцип расчета предельного изгибающего момента возникающего в высокопрочных болтах фланцевых соединений стальных рамных конструкций. Выявлены опечатки в существующей нормативной документации. Выполнена оценка значимости указанных опечаток и их влияние на величину предельного изгибающего момента. Установлено, что погрешность в результатах вычислений по исправленным формулам и выражениям, приведенным в нормативных документах, может достигать 24,24 %. Приведены исправленные формулы расчета предельного., The article considers the principle of calculation of the limiting moment of tilt of the flanged joints of steel in frame structures occurring in forced bolts. Misprints in the existing regulatory documentation are identified. The significance of these misprints and their influence on the magnitude of the limiting moment of tilt are estimated. It is established that the misprint in the results of calculations based on the corrected formulas and expressions given in the normative documents can reach 24.24%. Corrected formulas for calculating the limits are given.

Подається порівняльний розрахунок за двома розрахунковими схемами для однопрогінного балкового переходу з двома консолями. Перша розрахункова схема, яка прийнята у сучасній літературі, являє собою балку на двох опорах з двома вільними консолями і навантажена розподіленим навантаженням по всій довжині. У другій розрахунковій схемі (більш точній) весь однопрогінний балковий перехід з двома консолями розглядається як рама, ригель якої по всій довжині навантажений розподіленим навантаженням. При цьому у місцях переходу ригеля у стійки прикладені сили під кутом 450 у напрямах зовнішнього боку рами, які є результатом дії тиску перекачуваного продукту. У роботі отримано формулу для визначення цих сил. Порівняння епюр згинальних моментів, одержаних для вказаних розрахункових схем, показало, що перша розрахункова схема дає занижене (приблизно на 11%) значення найбільшого за модулем згинального моменту у порівнянні з другою розрахунковою схемою. Оскільки перша розрахункова схема є більш простою для проведення розрахунків, то при користуванні нею з метою уникнення суттєвих неточностей при визначенні фактичних максимальних значень згинальних моментів рекомендовано найбільше значення згинального моменту множити на коефіцієнт nм = 1,11., Рассматривается сравнительный расчет при использовании двух расчетных схем для однопролетного балочного перехода с двумя консолями. Первая расчетная схема, принятая в современной литературе, представляет собой балку на двух опорах с двумя свободными консолями, нагруженную распределенной нагрузкой по всей длине. Согласно другой расчетной схемы (более точной) весь однопролетный балочный переход с двумя консолями представлен рамой, ригель которой по всей длине нагружен распределенной загрузкой. При этом в местах переходов ригеля в стойки к последнему, приложены силы под углом 450 по направлению внешней стороны рамы, являющиеся результатом воздействия давления перекачиваемого по трубопроводу продукта. В работе получена формула для определения этих сил. Сравнение епюр изгибающих моментов, полученных для указанных расчетных схем, показало, что первая расчетная схема дает заниженные (примерно на 11%) значения наибольшего по модулю изгибающего момента по сравнению с другой расчетной схемой. Так как первая расчетная схема является более простой в расчете, то при ее использовании с целью избежания существенных неточностей при определении фактических максимальних значений изгибающих моментов рекомендуется наибольшее значение изгибающего момента умножать на коэфициент nм = 1,11., The article deals with the comparative calculation when applying two schemes for a single-span girder transition with two consoles. The first scheme, established in modern literature, is a girder on two pillars with two free consoles with even load along its length. In the second scheme, more accurate, a single-span girder transition with two consoles is considered as a frame, a crossbar of which is loaded evenly along its length. At points where the crossbar moves to the bars, the force is applied at 45 degrees to the crossbar outside the frame. A formula for defining those forces has been obtained. The comparison of the bending moments, which are obtained for these schemes, showed that the first scheme gives a conservative value (approximately 11%) of the largest modulo of the bending moment as compared with the second scheme. As far as the first scheme is simpler for calculation, then it is recommended to multiply the largest value of the bending moment by the coefficient 1.11, in order to avoid substantial inaccuracies.

In this article the bending moments, which determine the longitudinal strength of the outrigger ship, have been considered. According to the known information, the low-frequency vertical bending moment remains the most important stress factor among other wave stress factors also for the outrigger ships. Still, horizontal bending moment is more important for these ships than for monohulls, and appears connected with outrigger inertial bending moments. Also a new part of the high-frequency vertical bending moment appears connected with cross-structure slamming. So, approximate formulas, which may be used in the Rules of classification societies, have to take into account all these stress factors. As the main part, these formulas may include the low-frequency wave bending moments, acting on the central hull and on the outriggers. Other stress factors may be taken into account by two methods: by adding some parameters to the total low-frequency wave bending moment, acting on the center hull and on outriggers, or by multiplying lowfrequency wave bending moment, acting on the center hull, by non-dimensional coefficients, which are near 1. In most of Rules of classification societies the first method is used. However, the second method is more suitable. In this article, it is stated when use of the second method is possible. Then, after analyzing known experimental materials, it was shown that the second method for the total bending moment for the outrigger ship also may be used. In this case, multiplying non-dimensional coefficients depend only on ships characteristics, but not on wave characteristics., Розглянуто знаходження згинальних моментів, що визначають загальну поздовжню міцність судна з аутригерами. Наведено наближені залежності для включення до Правил класифікаційних товариств., Рассмотрено находжение волновых изгибающих моментов, определяющих общую продольнуюпрочность судна с аутриггерами. Приведены приближенные зависимости для включения в Правила классификационных обществ.

Учебное пособие составлено в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций Примерной основной образовательной программы по направлению подготовки 051000.62 Профессиональное обучение (по отраслям). Профили подготовки «Металлургия» и «Энергетика». Учебное пособие предназначено для использования студентами учреждений высшего и среднего профессионального образования очной и заочной форм обучения, а также при внедрении дистанционных технологий. Пособие содержит некоторые из основных разделов сопротивления материалов: «Растяжение-сжатие», «Кручение» и «Прямой изгиб», которые необходимы для формирования компетенций, предусмотренных образовательными стандартами бакалавриата по указанным профилям. Приведены примеры решения типовых задач, сопровождающие изучение теоретического курса

The methodology for analytical calculation of the size of the contact arc of the cage as an elastic ring with a rigid locator ring of cylindrical roller bearing is developed, which has allowed to make the calculation scheme of the cage more precise by replacing point contact by the arc. The influence of the size of contact arc of the cage with the locator ring depending on the cage rigidity and the gap between the cage and the locator ring is investigated. Scientific novelty of the work consists in the first proposed methodology for analytical calculation of the contact arc of the cage with the locator ring of the bearing, formed under the load from the rollers, and the practical value of the work lies in improving the accuracy of calculating stresses in the weak section of the solid structure of the cage and improving the efficiency of its designing., Разработана методика аналитического расчёта размера дуги контакта сепаратора как упругого кольца с жёстким базирующим кольцом цилиндрического роликоподшипника, что дало возможность уточнить расчётную схему сепаратора за счёт замены точечного контакта дуговым. Исследовано влияние размера дуги контакта сепаратора с базирующим кольцом в зависимости от зазора между сепаратором и базирующим кольцом., Розроблено методику аналітичного розрахунку розміру дуги контакту сепаратора як пружного кільця з жорстким базуючим кільцем циліндричного роликопідшипника, що дало можливість уточнити розрахункову схему сепаратора за рахунок заміни точкового контакту дуговим. Досліджено вплив розміру дуги контакту сепаратора з базуючим кільцем залежно від зазору між сепаратором і базуючим кільцем.

Разработаны уравнения упругих изгибающих моментов в зубчатой муфте А.П. Попова со смещенными зубьями в осевом направлении. Показано, что за счет смещения зубьев в осевом направлении величина результирующего изгибающего момента может быть уменьшена в два и более раз., Розроблено рівняння пружних згинальних моментів у зубчастій муфті О.П. Попова зі зміщеними зубами в осьовому напрямку. Показано, що в результаті зсуву зубів в осьовому напрямку величина результуючого згинального моменту може бути зменшена в два і більше разів., The equations of the elastic bending moments in the A.P. Popov gear clutch with displaced teeth in an axial direction are developed. It is shown, that due to the teeth displacement in an axial direction the size of bending moment can be reduced in two and more times.

В настоящее время в транспортном потоке на территории Республики Беларусь значительный объем занимают большегрузные автомобили, и неровности на проезжей части мостов существенно усиливают нагрузку на их несущие элементы, а также вызывают вибрацию пролетных строений. Это приводит к быстрому износу и сокращению сроков между ремонтами мостов. Данная проблема еще не достаточно хорошо изучена и актуальна. Для прогноза и оценки износа мостовых конструкций требуется уточнение расчетных моделей, в которых бы учитывалось динамическое воздействие большегрузного транспорта, вызванное движением по неровному покрытию мостов. Целью научных исследований является разработка динамической модели взаимодействия автомобиля и мостовой плиты. В статье предлагается такая динамическая модель, позволяющая провести исследования сил воздействия большегрузного транспорта на конструкцию пролетного строения моста, вызванного неровностями на его проезжей части. При расчетах учитывали массу автомобиля и плиты, жесткость и вязкое демпфирование подвесок автомобиля, плиты и опор. Проведен анализ свободных колебательных движений плиты и автомобиля с учетом вязкого демпфирования. Выполнен динамический расчет взаимодействия автомобиля и плиты. Установлен характер колебательных движений плиты при различных параметрах динамической модели. При этом учитывали нелинейность деформирования железобетонной плиты, расчет которой выполняли согласно нормам Республики Беларусь. В результате расчета получены динамические коэффициенты взаимодействия колес передней оси автомобиля и мостовой плиты при различной высоте уступа, а также его влияние на значения максимальных изгибающих моментов в сечениях плиты.

Теоретическим анализом установлена возможная граница потери устойчивости заготовки при раздаче коническими пуансонами цилиндрической заготовки. Для анализа использовали инженерный метод определения напряженного состояния в очаге деформации и теоретические методы теории цилиндрических оболочек. Полученные зависимости могут быть использованы для проектирования технологических процессов деформирования трубных заготовок. The possibility of a theoretical analysis of the boundary of instability in the distribution of blank conical punch cylindrical billet. Used for the analysis of the engineering method of determining the stress state in the deformation and theoretical methods of the cylindrical shells. The dependences obtained can be used for the design process of deformation of billets.

Предложен новый продукт, при изготовлении которого может проявляться проблема точной преформации, не имеющая сейчас общего решения. Выработана и обоснована методика расчета оптимальных параметров преформации, получен и подтвержден численный результат. We propose a new product in the manufacture of which can be manifested рreformation exact problem, not having now the general solution. Elaborated and justified method for calculating the optimal parameters preformation, obtained and confirmed by numerical results.