Ученые Пермского Политеха выяснили, как продлить жизнь мостов
Согласно данным Росстата, в нашей стране функционируют 42 тысячи мостов. Они должны справляться с огромными нагрузками растущего трафика, температурными перепадами и даже землетрясениями. Поэтому прочность мостовой конструкции имеет первостепенное значение. Обеспечить ее долговечность и износостойкость помогут исследования, проведенные в Пермском Политехе. Благодаря математическому моделированию и серии натурных испытаний, ученые нашли способ сократить трение между опорами и пролетными строениями моста, а значит предотвратить возможные обрушения.
Разработка выполнена при финансовой поддержке Российского Научного Фонда. Статьи, освещающие свойства антифрикционного покрытия и схему его размещения, опубликованы в журнале Lubricants. Исследования прочности составных элементов имеют значение не только для возведения новых, но и для укрепления исторических мостов, ведь их уже нельзя перепроектировать под актуальные хозяйственные потребности человека. Пренебрежение содержанием возведенных мостов может привести к трагедиям, вроде обрушения виадука в Генуе в 2018 году, когда старые опоры не справились с весом проезжавших машин. Чтобы гарантировать их устойчивость, несмотря на износ и рост нагрузки из-за транспортного потока, необходимо модернизировать конструктивные элементы мостов, которые возможно обновить без ущерба для архитектуры.
Помочь в этом может использование антифрикционных материалов, так как они обладают повышенной устойчивостью к износу при продолжительном трении. Чтобы обеспечить максимальную выносливость моста, такой материал наносят между стальными элементами опорной части. За счет снижения коэффициента трения сокращается износ деталей, а значит, мост сможет прослужить дольше. Ученые Пермского Политеха провели математическое моделирование, чтобы определить, какой антифрикционный материал обеспечивает наибольшую износостойкость мостовых конструкций, и каким образом ввести его в опорную часть, чтобы она служила как можно дольше.
«В ходе исследования была смоделирована сферическая опорная часть пролетного строения моста. Стандартная толщина антифрикционного слоя в ней составляет четыре миллиметра. Мы варьировали этот параметр, чтобы выяснить, как это скажется на трении поверхностей. Исследование показало, что увеличение толщины промежуточного слоя благоприятно влияет на напряженно–деформированное состояние опоры, то есть позволяет сократить износ конструкции.
Эффективными антифрикционными материалами показали себя поликомпозитные материалы: сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности (СВМПЭ), применяемый, например, для изготовления бронежилетов, и модифицированный гамма-излучением политетрафторэтилен (PTFE), широко известный как тефлон», — рассказывает старший научный сотрудник, доцент кафедры вычислительной математики, механики и биомеханики ПНИПУ, кандидат технических наук Анна Каменских.
Эксперты также проверили, как на износ конструкции влияет расположение антифрикционного слоя. Стандартно углубление для него предусматривается в верхней стальной плите опорной части. Однако проведенное математическое моделирование показало, что это отнюдь не оптимальный вариант. При таком расположении добиться низких показателей износа возможно, лишь изменив геометрию полимерной прослойки. Если же поместить углубление в нижнюю стальную плиту опорной части, можно снизить трение и замедлить разрушение при помощи правильного выбора антифрикционных материалов.
Таким образом, результаты проведенного исследования позволят реализовать интересы строительных фирм и муниципальных властей. С одной стороны, полученные данные открывают новые возможности для возведения более прочных и безопасных конструкций. С другой стороны, они позволяют увеличить несущую способность и срок службы элементов транспортных систем без технического обслуживания. А это значит, что содержание мостов потребует меньших затрат бюджетных средств.
Telegram 
Дзен 
VK С помощью ускорителей ученые имитируют процессы, происходившие в первые мгновения жизни Вселенной. Так пытаются решить загадки наблюдаемой реальности: почему материи больше, чем антиматерии, состоят ли кварки из других частиц, как сохраняется барионное число. В этот раз анализ столкновений на коллайдере RHIC предоставил сильное свидетельство того, что барионное число переносится не кварками, а глюонной перемычкой внутри протонов.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Восьмилетнее исследование привело к выводу, противоречащему популярным стереотипам о вреде цифровых гаджетов для подрастающего поколения. Большое количество времени, проведенного перед экранами смартфонов, компьютеров или телевизоров в детстве, оказалось напрямую связано с более высокими когнитивными способностями в подростковом возрасте.
В черепах участников битв эпохи Средневековья часто находят отверстия квадратной формы, о происхождении которых спорят специалисты. Авторы нового исследования пришли к выводу, что такое повреждение — следствие смертельного удара по голове палицей.
Анализ почти 69 тысяч видов насекомых помог опровергнуть главенствующую теорию эволюции, которая полвека объясняла устройство колоний пчел, муравьев и ос. Исследователи выяснили, что общепринятый генетический фактор сам по себе не приводит к разделению труда, а настоящий секрет их коллективного выживания кроется в совсем других биологических чертах.
У любителей кофе выявили расхождение в уровнях тестостерона: одна форма этого гормона повышалась вместе с количеством выпитого, а другая, напротив, снижалась. Результат оказался особенно интересным на фоне изменений других показателей, связанных с обменом веществ и здоровьем сердца.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно