Статья: Алгоритм автоматического подбора сечения стержней пространственной фермы (2024)

Объектом исследования являются дорожные покрытия из наномодифицированного фибробетона. Целью данной работы является разработка научно обоснованного технологического решения, направленного на улучшение дорожных покрытий из наномодифицированного фибробетона, а также всестороннее изучение их характеристик. Метод. Был изучен весь спектр физико-механических свойств и эксплуатационных характеристик модифицированных композитных вяжущих и базальтофибробетона на их основе. Результаты. Разработаны модифицированные композиционные вяжущие, которые являются эффективной основой для получения фибробетона, обладающего упруго-вязкой микроструктурой (модуль упругости 40,3 ГПа, коэффициент Пуассона 0,20) и высокими эксплуатационными характеристиками (марки: G1 (износостойкость), W18 (водостойкость), F2300 (морозостойкость), T15-T115 (термостойкость для классов в соответствии с максимально допустимой температурой применения I9-I11)), что позволяет использовать композиты для автомобильных дорог).

Реакции и биологические процессы в саманной смеси представляют собой интеграцию биологических и технологических аспектов, что открывает новые перспективы для исследований в области биоминерализации строительных материалов. Объектом исследования является саманный кирпич, в котором происходят различные биологические и молекулярные взаимодействия его составляющих компонентов. Метод. Было проведено подробное описание методологии поиска литературы и систематизированы современные мировые исследования по использованию саманного кирпича в строительстве. Результаты. Был проведён обзор исследований, посвящённых влагоёмкости, прочности на сжатие, теплоизоляционным свойствам и долговечности саманного кирпича. Рассмотрено влияние химических процессов на его свойства, выявлены проблемы и ограничения, связанные с использованием саманного кирпича, на основе чего сделаны выводы и предложены рекомендации для дальнейших исследований. Рассмотрена роль биологических процессов в технологии строительства из саманного кирпича.

Объектом исследования является плоская модель статически определимой ферменной системы. Метод. Жесткость и первая собственная частота колебаний фермы анализируются аналитически. Если стержни фермы имеют одинаковое сечение, а масса фермы равномерно распределена между ее узлами, то каждая масса имеет одну степень свободы, а жесткость стержней одинакова. С помощью индукции найдены аналитические выражения для прогиба. Формула зависимости основной (первой) собственной частоты колебаний фермы от количества панелей получена методом Данкерли. На основе результатов расчёта прогибов в серии аналогичных ферм с разным количеством панелей была получена ожидаемая зависимость прогибов от нагрузки, упругих свойств стержней и количества панелей. Решение системы линейных уравнений, определяющих силу в стержнях, и любые преобразования выполняются в математическом пакете Maple. С помощью формулы Максвелла-Мора можно определить матрицу жёсткости конструкции. Результаты. Первая собственная частота фермы, полученная аналитическим методом, сравнивается с результатами численного метода. Был проанализирован частотный спектр фермы и сделаны выводы о зависимости от размера панелей. В комбинированном частотном спектре семейства регулярных ферм выявлена область недостижимых частот.

Объектом исследования является прототип алгоритма, который позволяет создавать пространственные фермы, задавая только исходные данные и контролируя результат. Метод. Заключается в разработке алгоритма, который создает пространственную ферму с помощью методов оптимизации компоновки, затем оптимизирует сечения элементов и подготавливает все данные для проверочного расчета и описания характеристик конструкции. Затем, используя данные пробного запуска алгоритма, сравниваются результаты с традиционными подходами к проектированию пространственных ферм. Результаты. Разработан алгоритм автоматизированного проектирования пространственных ферм с оптимальной компоновкой, и на примере конкретной задачи показано, что такой подход значительно снизит материалоёмкость конструкций. Однако всё это возможно только при полной автоматизации процесса проектирования и с учётом того, что все узловые соединения также генерируются автоматически и изготавливаются аддитивно с помощью промышленных принтеров.

Объектом исследования является динамика инновационных строительных конструкций в виде термоструктурных панелей. Панели подвергаются воздействию нескольких источников вибрации с неуравновешенными массами. Источники установлены на одной и той же основе. Предполагается, что при воздействии нескольких источников вибрации с неуравновешенными массами может возникнуть самосинхронизация. Метод. Была составлена схема расположения нескольких источников вибрации в здании на одной балке. Источниками вибрации были роторы с неуравновешенными массами. Уравнения движения роторов составлены на основе уравнений Лагранжа второго рода. Аналитическое решение найдено при условии, что угловые скорости роторов постоянны. Определены смещения центра масс системы от положения равновесия. Определены круговые частоты собственных поперечных колебаний балки постоянного сечения. Результаты. Результаты показывают, что значения первой собственной частоты балки при её жёстком закреплении близки к частоте бытовых двигателей с вращающимися частями, имеющими неуравновешенную массу, и существует опасность самосинхронизации. Показано, что при определённых значениях коэффициента затухания амплитуда смещения балки превышает допустимые значения.