Разработка ученых Пермского Политеха поможет избежать обрушения мостов — Naked Science
ПНИПУ
1

Разработка ученых Пермского Политеха поможет избежать обрушения мостов

4.8

Исследование ученых Пермского Политеха поможет увеличить долговечность мостов. Они изучили, как ведут себя под действием внешней среды материалы, из которых производят прослойки их опорных частей. Это позволит избежать обрушения мостов и снизить финансовые и временные затраты на их ремонт.

Крымский мост / ©Getty images

Ученые выполнили работу при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований. Результаты работы они опубликовали в журналах IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Advances in Intelligent Systems and Computing book series: Digital Science и Integrated Science in Digital Age.
«Количество автомобилей и железнодорожного транспорта с каждым годом увеличивается, и требования к ответственным элементам мостов также возрастают. Опорные части испытывают постоянные нагрузки от мостового пролета, находятся под действием теплового расширения и сжатия, усадки и сейсмических возмущений.

Экспериментальные исследования антифрикционных полимеров. a) твердость по Бринеллю; b) одноосное напряженное состояние; c) одноосно-деформированное состояние / ©Пресс-служба ПНИПУ

Чтобы продлить срок службы мостов, в качестве прослойки для их опорных частей используют современные антифрикционные материалы и композиты. Но данных об их механических свойствах и моделях «поведения» пока недостаточно», – рассказывает кандидат технических наук, доцент кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика» Пермского Политеха Анна Каменских.

Численная модель эксперимента. a) сжатие с ограничениями; b) свободное сжатие / ©Пресс-служба ПНИПУ

Ученые исследовали «поведение» в опорных частях мостов более 30 перспективных полимерных и композиционных материалов. В частности, они изучили сверхвысокомолекулярные полиэтилены, модифицированный флоропласт и композиты на их основе. С помощью параметризированной численной модели сферической опорной части моста исследователи выяснили, как форма прослойки и свойства материалов влияют на деформацию и разрушение конструкций.

Фрагмент слоя антифрикционного материала со смазкой. a – трехмерная геометрия, b – вид спереди и c – вид сверху с геометрическими характеристиками ячейки периодичности / ©Пресс-служба ПНИПУ

Они сравнили опорные части с прослойками толщиной от 4 до 8 миллиметров. Ученые выяснили, что увеличение толщины прослойки до 6-8 миллиметров снижает деформирование элементов конструкции, а наиболее эффективными материалами для их создания стали модицифированный фторопласт и высокомолекулярный полиэтилен.

Контактное давление при 90 МПа (1 – контакт без смазки; 2 – контакт со смазкой; a – прослойка 4 мм, b – 6 мм, c – 8 мм) / ©Пресс-служба ПНИПУ

Исследователи изучили опорные части мостов на базе производства пермской компании «АльфаТех», которая заинтересовалась проектом. Результаты работы ученых Пермcкого Политеха уже используют при проектировании новых элементов мостовых сооружений. Результаты численных и натурных экспериментов и инженерных расчетов помогли усовершенствовать конструкции мостов.

Конечно-элементные модели сферического подшипника с учетом и без учета смазки / ©Пресс-служба ПНИПУ

«Модели поведения материалов под действием внешней среды перспективны для применения не только в строительстве, но и в машино-, авиа- и автомобилестроении. Кроме того, их можно использовать в биомеханике и медицине – например, при моделировании «поведения» коленных суставов или эндопротезов бедра», – поясняет Анна Каменских.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.
Позавчера, 11:04
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

Вчера, 18:35
Илья Ведмеденко

Египтяне провели учения, на которых французский истребитель Rafale одолел российский Су-35. Оба самолета принадлежат к четвертому поколению.

11 часов назад
Илья Ведмеденко

В Воронеже приступили к строительству первого «самолета Судного дня» нового типа. Машину создают на базе Ил-96-400М. В обозримом будущем такие самолеты заменят воздушные командные пункты Ил-80.

Позавчера, 11:04
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

Позавчера, 21:04
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

24 июля
Ольга Иванова

Своими корнями история Армении уходит в глубокую древность и неразрывно связана с историей всего Древнего мира. Но зачастую, зная в деталях историю Рима и Древней Греции, мы в гораздо меньшей степени осведомлены о событиях, происходивших в Античное время в Армении, оказавшейся на перекрестке цивилизаций Запада и Востока. В силу многих причин она не попала в должном объеме в учебники и незнакома тем, кто интересуется историей. Попытаемся хоть немного исправить эту несправедливость.

Позавчера, 11:04
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

28.03.2021
-
0
+
Разработка ученых Пермского Политеха поможет избежать обрушения мостов только в том случае, если они изобретут материал, не подверженный расхищению строителями.
Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: