Разработка ученых Пермского Политеха поможет избежать обрушения мостов — Naked Science
6 минут
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.
11 часов назад
2 минуты
Илья Ведмеденко

В Сеть выложили фотографии строящегося первого опытного образца нового легкого самолета ЛМС-901. Поднять машину в небо ранее хотели в конце этого года.

Вчера, 21:38
5 минут
Мария Азарова

Разработчики российского препарата решили пересчитать данные о его эффективности с учетом вакцинации 3,8 миллиона россиян с 5 декабря 2020-го по 31 марта 2021 года.

11 часов назад
5 минут
Сергей Васильев

Анализ геномов морских коров показал, что эти малоподвижные животные были обречены вымереть задолго до встречи с человеком.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

16 апреля
8 минут
Александр Березин

Исследователь из Гарварда проанализировал вероятность полного оледенения всей поверхности — включая экватор — для планет земного типа. Оказалось, это частый сценарий. И он может быть причиной уничтожения всей сложной жизни. Работа показывает неожиданную уязвимость нашей планеты для такого хода событий. По расчетам, в последние 20 тысяч лет Земля прошла буквально в нескольких градусах от полного и постоянного оледенения, исключающего выживание крупных наземных многоклеточных.

15 апреля
14 минут
Василий Парфенов

Новое масштабное журналистское расследование собрало воедино самые вопиющие факты коррупции, махинаций с официальной статистикой и игнорирования пандемии на государственном уровне.

25 марта
36 минут
Александр Березин

Улыбающийся мультимиллиардер планирует понять, насколько эффективно мел в стратосфере защищает планету от солнечного света, и если результат хорош, распылить его там в гигантских количествах. Потенциально это результативная задумка: ученые давно показали, что так можно добиться полного покрытия Земли устойчивыми льдами — вплоть до экватора. Увы, идея Гейтса — плагиат, причем не лучший. Советский исследователь предложил похожее полвека назад с более эффективной серой. Интереснее другое: подобные мероприятия один раз едва не уничтожили человечество. Разбираемся в деталях, а также в том, грозит ли нам повторение.

31 марта
51 минута
Александр Березин

Самый зловещий оружейный проект всех времен и народов — термоядерная торпеда, предназначенная для радиационного поражения огромных площадей и создания искусственного цунами. Никогда до этого ни одна страна даже не заявляла о намерении сделать нечто настолько опасное для живых существ. Поэтому российский проект «Посейдон», обещающий именно это, вызывает бурю эмоций. Однако тщательный технический анализ показывает: в реальности он будет совсем не таким, как об этом пишут в СМИ. Даже если он предназначен для радиационного поражения обширных площадей, оно не будет долгим. А уже через год «омытые» им районы будут абсолютно безопасны. Тем не менее новая система действительно изменит стратегический баланс на планете — но не так, как все думают. Попробуем разобраться в ситуации подробнее.

26 марта
11 минут
Василий Парфенов

Похоже, история с американскими военными и «неопознанными воздушными феноменами» только набирает обороты. Новое расследование раскрыло многократные встречи нескольких кораблей Военно-морского флота Соединенных Штатов с аномально ведущими себя летательными аппаратами. Причем происходило это вне пределов досягаемости для любого коммерческого дрона или иного известного компактного БПЛА.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

3 недели назад
-
0
+
Разработка ученых Пермского Политеха поможет избежать обрушения мостов только в том случае, если они изобретут материал, не подверженный расхищению строителями.
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: