В монографии изложены современные методы расчета прочности и колебаний деталей судовых газотурбинных двигателей, ориентированные на применение электронно-вычислительных машин. Особое внимание уделено новым методам расчетов, связанным с теорией предельных состояний и теорией ползучести, а также матричным методам динамических расчетов. Рассмотрены физические предпосылки и границы применимости описываемых методов расчетов, основные проблемы обеспечения статической и динамической прочности судовых газотурбинных двигателей в реальных условиях их эксплуатации.
Книга предназначена для инженеров и научных работников НИИ и КБ судового энергомашиностроения и может быть полезна студентам и аспирантам кораблестроительных и машиностроительных факультетов и вузов.
В статье рассматриваются способы переработки глинистого сырья в строительный композит. В основу изготовления прочного строительного композита из глинистых грунтов заложены обжиговая и безобжиговая технологии. Для отдаленных районов Севера практический интерес представляют безобжиговые технологии получения строительного композита вследствие доступности глинистого сырья и малой энергоемкости производства. Древний строительный композит из самана широко применяется в южных странах. В условиях холодного климата России саман применяется в единичных случаях, в основном сторонниками экологического домостроения. Нами обоснована эффективность производства и применения глиносырцовых композитов в сельском строительстве. Полученные способом пластического формования стеновые изделия относятся к конструкционно-теплоизоляционным материалам: средняя плотность 800-1400 кг/м3, предел прочности на сжатие 1,0-3,5 МПа, коэффициент теплопроводности 0,18-0,44 Вт/(м×К). К основным недостаткам глиносырцовых композитов относятся низкая водостойкость и размокаемость, что сильно ограничивает область их применения. Улучшенными свойствами обладают грунтоцементные композиты, полученные способом полусухого прессования: средняя плотность 1600-2030 кг/м3, предел прочности на сжатие 14,10-14,10 МПа, коэффициент теплопроводности 0,47-0,70 Вт/(м×К), водопоглощение 11,0-28,0 % и морозостойкость 10-55 циклов.
Исследования проводились на фосфоросодержащем рудном сырье с целью определения его пригодности для производства желтого фосфора. Выполнены расчеты технологических показателей процесса электровозгонки желтого фосфора с использованием в качестве флюса гальки-гравия. Установлено, что галька-гравий в принципе может быть использована в качестве кварцсодержащего флюса в процессе электротермического получения желтого фосфора в рудотермических печах. Однако это приведет к снижению производительности фосфорных рудотермических печей на 10-15% по сравнению с кусковым кварцитом непосредственно с исследуемого месторождения. Научно обосновано, что кусковая руда не может быть использована в производстве желтого фосфора при следующих способах ее термической подготовки: обжиг куска, измельчение сырой руды - окомкование - обжиг. Рассчитана прочность обожженных окатышей в исследованном диапазоне по составу шихт, которая не превысила 120 кг/окатыш, хотя отдельные образцы обладали прочностью до 200 кг/окатыш. Это объясняется возможной сегрегацией, расслоением шихт на составляющие, при которых в потоке комкуемой смеси возникают зоны, обогащенные глиной и обедненные по содержанию кварцевого песка. Выявлено, что кусковой кварцит пригоден для использования в качестве флюса в процессе электровозгонки желтого фосфора и обеспечит получение энергоресурсоэффективных показателей. Анализ химического состава фосфоритовой руды до и после обработки проводили с помощью спектрального метода, а для определения температурных режимов использовали метод высокотемпературной дериватографии. На основе анализа экспериментальных данных были определены оптимальные физико-химические условия переработки желтого фосфора исследуемого месторождения с получением продукции, соответствующей требуемым показателям.
Показано, что сверхвысокомолекулярный полиэтилен применяется в деталях и узлах триботехнического назначения вследствие уникального сочетания прочностных и эластичных свойств. Выявлена проблема гидрофобности такого полиэтилена, инертности, что препятствует пропитке полимерными матрицами и созданию износостойких композитов. Охарактеризованы ограничения традиционных способов химической активации полиэтилена по причине ресурсозатратности процессов. Выявлена перспективность плазменной модификации и поставлена цель создания физической модели композита с повышенным значением показателя прочности связи между тканным сверхвысокомолекулярным полиэтиленом и эпоксидно-диановой матрицей.
Методы исследования: активация холодной плазмой в среде воздуха, оценка смачиваемости методом «сидячей капли», анализ прочности связи с матрицей на разрывной машине до и после активации полиэтилена плазмой, спектроскопия. В результате плазменного воздействия повышено значение показателя смачиваемости поверхности полиэтилена более чем в 3 раза, что позволяет пропитать износостойкий материал матрицей; существенно повышено значение показателя прочности связи исследуемого полиэтилена с эпоксидно-диановым связующим. Установлено, что плазменная модификация способствует формированию азот- и кислород-содержащих групп в поверхностном слое полиэтилена, что повышает его способность к химическому взаимодействию с матрицей, обеспечивает возможность получения устойчивого к нагрузкам композита трибологического назначения на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена.
Посвящена актуальной проблеме прогнозирования величины горного давления на основе выявления закономерностей изменения состояния массива горных пород при техногенном вмешательстве в процессе подземной разработки месторождений. Методика исследований объединяет методы установления связей между свойствами и нарушенностью пород, определения критериев оценки прочности массивов и установления критических значений напряжений.
Результаты. Сформулирована проблема доработки Садонских месторождений с обеспечением устойчивости горных пород и безопасность работающих. Дана справка о геологическом строении месторождений с детализацией условий перспективного Джимидонского месторождения. Приведены результаты измерений трещиноватости пород, скорости упругих волн в породах и свойства пород. Установлена закономерная взаимозависимость прочности на сжатие и скорости распространения волн, а так же от степени развития упругих деформаций и пористости. Приведены сведения о крепости структурном ослаблении наиболее представительных пород месторождения. Показано, что между работой деформации и общей работой разрушения. Подтверждено, что сцепление пород возрастает по параболическому закону от минимального на контуре шпура до максимального значения в ненарушенном массиве, на основе чего производится оценка устойчивости обнажений пород. Предложена типизация пород с дифференциацией на категории и указаны примерные значения напряжений и смещения частиц. Построен график зависимости зоны неупругих деформаций от глубины заложения выработки дифференцированно для пород различной устойчивости. Показано, что освоение новых технологий с выщелачиванием нуждается в геомеханическом обосновании. Отмечено, что результаты исследования могут быть востребованы при подземной разработке месторождений полезных ископаемых. Сделан вывод, что возобновление или активизация добычных работ возможно при модернизации теории и практики управления массивами.
Введение. Термическая коррозия цементного камня (ЦК) представляет собой серьезную проблему на объектах коммунального хозяйства и других сооружениях, эксплуатируемых в условиях повышенной температуры и влажности. Этот вид коррозии достаточно хорошо исследован специалистами по тампонажным работам, однако слабо изучен в строительном материаловедении. В связи с тем, что технологии тампонажных и строительных работ имеют существенные различия, необходимы дальнейшие исследования в этой области.
Материалы и методы. Для исследований использовали золу уноса Смоленской ГЭС, доменный гранулированный шлак Новолипецкого металлургического комбината в дозировке 30 %, в качестве вяжущего - портландцемент ЦЕМ I 42,5 Н ЗАО «Осколцемент» (ГОСТ 31108-2020). Предел прочности при сжатии и изгибе образцов определяли на гидравлическом прессе ПГМ-100МГ4. Для анализа продуктов гидратации использовали рентгенофлуоресцентный спектрометр ARL 9900 Work Station, синхронный термоанализатор STA 449 F1 Jupiter NETZSCH, микроструктуру ЦК изучали с помощью РЭМ Tescan Mira 3.
Результаты. Установлено, что активные минеральные добавки золы и шлака повышают коэффициент термической стойкости ЦК с 0,47 до 0,69 (шлак) и 0,72 (зола) к 12 мес. испытаний. При помощи комплексного применения методов рентгенофазового и дериватографического анализов с электронно-микроскопическими исследованиями выявлены значительные отличия между продуктами гидратации в нормальных и термовлажностных условиях. Структура камня при длительном твердении в термовлажностных условиях имеет сложный и неоднородный характер, наряду с тоберморитовым гелем происходит образование хорошо закристаллизованных гидросиликатов кальция различной основности.
Выводы. Добавление активных минеральных добавок золы и доменного гранулированного шлака способствует повышению термической стойкости ЦК. При повышенной температуре и влажности интенсифицируется образование низкоосновных гидросиликатов, что нивелирует разницу между растворимостью зон срастания и изолированных частиц и тем самым способствует повышению термической устойчивости системы.
Оказывается, в наше время стремительное развитие свойственно не только бионике и кибернетике, но не стоят на месте и древние науки, например строительная механика, сопротивление материалов. Вот только следить за их развитием непросто: слишком они ушли вглубь, так что над поверхностью осталось лишь немногое, что инженеры помнят со студенческой поры. Эта книга ставит целью восполнить этот пробел. В ней по возможности доступно рассказывается о современных методах расчета конструкций, о том, что сделано в этой науке за последние десятилетия: здесь и матричные методы, и метод конечных элементов, и статистические подходы. Особое внимание уделено приемам использования ЭВМ и методам получения оптимальных конструкций.
Книга предназначена для широкого круга читателей.
Монография посвящена решению задач упругости, вязкоупругости для кольца, цилиндра и сферы, находящихся под действием давления и массовых сил. Приведены графический материал и численные результаты расчета при различных характеристиках материала и геометрических размерах конструкций. Монография предназначена для научных и инженерно-технических работников.
В книге приводятся результаты исследования прочности, деформативности центрифугированного бетона и методов определения его прочности. Исследованы прочность, трещиностойкость нормальных и наклонных сечений и деформации изгибаемых, внецентренно-сжатых и растянутых элементов с многорядным армированием. Приводится методика расчета элементов кольцевого, прямоугольного и др. сечений по предельным состояниям.
Книга рассчитана на инженерно-технических и научных работников научно-исследовательских, проектных и строительных организаций.
Выполнен химический анализ и определен фазовый состав барханных песков, которые состоят из кварца, глинистых минералов, карбонатов и мусковита. Макроструктура предлагаемой стеновой керамики состоит из гранул барханного песка размером менее 1,5 мм и тонкоизмельченной связки из барханного песка и кальцинированной соды.
Построены диаграммы плавкости барханного песка и композиционных связок из тонкомолотого барханного песка и кальцинированной соды. Наличие сродства связок к зернам барханного песка и их высокая реакционная способность по отношению к поверхности зерен обеспечивают высокую степень спекания и получение малонапряженных структур керамики.
Изучены физико-технические свойства гранул барханного песка и обжиговых связок. Добавки кальцинированной соды интенсивно повышают прочность образцов при сжатии, а также снижают показатели водопоглощения и средней плотности.
Наибольшее повышение прочности и снижение водопоглощения, средней плотности образцов достигается при добавке 3 % соды. Введение в состав смесей соды способствует появлению жидкой фазы при низких температурах (740–760 °С), количество которой увеличивается с повышением температуры; в результате интенсифицируется процесс спекания, вследствие которого происходит повышение физико-механических свойств керамики. Образующаяся жидкая фаза обволакивает всю поверхность ядра песка, заполняет пустоты между ними и стягивает ядра, создавая их наиболее выгодное местоположение. Кроме того, частично оплавляя поверхность ядра песка, жидкая фаза оболочки способствует интенсивному увеличению количества расплава.
Основной кристаллической фазой до начала кристаллизации тройных эвтектик являются кварц и анортит, образование которого, возможно, связано с протеканиями реакции между СаО, образующейся при разложении кальцита, и метакаолинитом, образующимся при обжиге.
Методом полусухого прессования и содержания барханного песка в шихте 97– 99 %, кальцинированной соды 1–3 % получен высокопрочный керамический кирпич прочностью 19,7 МПа и водопоглощением 15,4 %.