ACADEMIC JOURNAL Industrial Machine Building, Civil Engineering

Визначенння узагальнених сил вибраційного столу

Yuriy Korotych — 2023-06-19

В статті проводиться визначення узагальнених сил технологічного комплекту обладнання для виробництва бетонних виробів (вібростолу), у якого віброзбуджувач закріплюється на важелі вертикально по центру під віброплитою.
Дане обладнання використовується для виготовлення малогабаритних бетонних виробів. При виконанні досліджень були використанні методи математичної фізики та фізико-математичне моделювання методами прикладної механіки. Для визначення положення і опису вільних рухів матеріальних тіл, з яких складається розглядувана механічна система, була застосована ортогональна вібраційна система відліку з трьох систем координат. Аналізуючи кінематичну схему вібраційного столу, визначено, що положення в просторі усіх матеріальних тіл механічної системи, яка моделює зазначений вібростіл, можна однозначно задати такими незалежними параметрами: декартовими координатами, вібраційними кутами та кутом повороту дебалансу. Таким чином, розглядувана механічна система має сім ступенів вільності з сімома узагальненими координатами. Оскільки кожній узагальненій координаті відповідає узагальнена сила, то їх число дорівнює числу узагальнених координат системи, через що розглядувана механічна система має сім узагальнених сил. Беручи до уваги, що на дану механічну систему діють зовнішні сили у вигляді сили тяжіння, сили пружності чотирьох віброопор та механічного крутного моменту приводного двигуна, були визначені сім узагальнених сил,діючих на дану механічну систему. Отримані залежності для узагальнених сил будуть використані для складання в подальшому математичної моделі вищезгаданого обладнання за допомогою рівнянь Лагранжа другого роду

Мобільний комплекс обладнання для 3D-друку

Mykola Nesterenko — 2023-06-19

В роботі досліджується можливість використання мобільних технологій 3D-друку в будівництві і виробництві. Зазначається, що багато виробників обладнання вже використовують 3D-друк для будівництва різних об'єктів, але одним з обмежень була відсутність мобільності. Проте, з'являються нові концепції та прототипи мобільних 3D-принтерів, які дозволяють виконувати будівництво та виробництво в різних місцях без необхідності використання додаткового обладнання для переміщення. Зосереджено увагу на двох основних напрямках розвитку. Перший - рухомі робочі комплекси з вбудованим 3D-принтером, що можуть переміщатися по будівельному майданчику та автоматично налаштовувати своє положення для друку. Другий - портативні 3D-принтери, які можна легко переносити та використовувати в різних місцях. Зазначається, що ці технології розширюють можливості будівельної індустрії, знижують залежність від фіксованих станцій та дозволяють виконувати роботи на віддалених або важкодоступних місцях. Запропонована конструкція 3D будівельного принтера-комплексу, розміщеного на базі вантажного напівпричепу, пропонується як рухома та автономна система для будівництва. У цій конструкції використовується здвоєний екструдер з можливістю відключення одного сопла подачі, що дозволяє ефективно управляти процесом роздрукування. За рахунок того, що комплекс обладнаний механізмами, які забезпечують його автономну роботу та можливість пересування по дорогам різних категорій, його можна використовувати на місці будівництва, одразу після переміщення на будівельний майданчик.

Аналіз параметрів вібраційної установки, що впливають на якість ущільнення

Oleksii Vasiliev — 2023-12-29

Ущільнення виробів є важливим етапом будівельних робіт та інженерних проектів і має значний вплив на стійкість і надійність конструкції. Однак, якість ущільнення виробів залежить від різних параметрів, які контролюються та налаштовуються на вібраційних установках. Аналіз цих параметрів дозволить визначити оптимальні значення для досягнення максимальної якості ущільнення виробів за допомогою вібраційної установки. Метою цієї статті є представлення результатів дослідження для визначення вибору оптимальної конструктивної схеми вібраційного обладнання в залежності від конкретних умов виробництва та розмірів залізобетонних виробів. Особливість вібраційного методу полягає в тому, що тільки за рахунок зниження інтенсивності коливань робочого органу вібраційної машини можна здійснювати принципово окремі технологічні процеси, причому ці технологічні процеси не виділяються чітко за режимами коливань, а поступово переходять у різні процеси. В статті досліджується вплив різних параметрів вібраційної установки на якість ущільнення матеріалу. Автори звертають увагу на такі ключові фактори, як амплітуда коливань, частота, навантаження і тривалість впливу. Тому врахування цих параметрів може допомогти краще зрозуміти процес вібраційного ущільнення і розробити оптимальні умови для досягнення високої якості ущільнення матеріалу. У дослідженні проведено аналіз основних матеріалів, що використовуються під час виготовлення вібраційної машини, та їхньої ефективної ролі в забезпеченні ефективного ущільнення. В роботі представлено найбільш раціональну конструктивну схему малогабаритної вібраційної установки та її оптимальні динамічні параметри. Автори наводять приклади позитивного впливу зміни цих параметрів на густину матеріалу, його стабільність та здатність опиратись руйнуванню. Результати цього дослідження будуть цікаві інженерам, будівельним підрядникам і фахівцям, які займаються проєктуванням і проведенням робіт з ущільнення виробів.

Дослідження режимів та параметрів роботи обладнання для приготування будівельних розчинів

Rostyslav Rudyk — 2023-12-29

У статті розглянуто різні режими та параметри роботи обладнання, що використовується для приготування будівельних розчинів у будівельній галузі. Ефективне приготування будівельних розчинів має вирішальне значення для своєчасного завершення будівельних проектів і загальної продуктивності галузі. Дослідження підкреслює важливість забезпечення належного функціонування змішувачів на будівельних майданчиках, оскільки це безпосередньо впливає на витрати часу та енергії на приготування розчину. Стаття містить аналіз різних типів змішувачів, які використовуються в будівельній галузі, включаючи гравітаційні змішувачі та ковші для змішування бетону. Кожен тип змішувача оцінюється на основі його переваг і недоліків, враховуючи такі фактори, як простота використання, потужність змішування та вимоги до обслуговування. Результати цього аналізу можуть допомогти фахівцям-будівельникам у виборі найбільш підходящого змішувача для конкретних вимог проекту. Крім того, в дослідженні наведено розрахунки та формули для визначення енергоспоживання та енергоефективності змішувачів. Дослідження також підкреслює важливість врахування енергоефективності при проектуванні та експлуатації змішувачів, оскільки це може призвести до значної економії енергії та екологічних переваг. В результаті досліджень є необхідність наукового підходу до вибору компонентів на основі їх енергоефективності в умовах будівельного майданчика.

Підвищення ефективності роботи гвинтового вузла штукатурних установок

Roman Salnikov — 2023-12-29

У статті розглядається критична необхідність підвищення ефективності гвинтових агрегатів у малогабаритних штукатурних установках для перекачування розчинів у будівельній галузі. Проводиться комплексний аналіз існуючих конструкцій штукатурних агрегатів, оцінка їх відповідних переваг і недоліків. Крім того, у статті пропонується ретельний огляд різних типів розчинонасосів і пов’язаних з ними параметрів, що забезпечує цілісне розуміння поточних технологій перекачування розчинів. Основним завданням дослідження є проведення порівняльного аналізу існуючих конструкцій малогабаритних штукатурних агрегатів, основною метою якого є підвищення ефективності процесів перекачування розчину. Це включає в себе детальний аналіз операційних механізмів і показників продуктивності цих підрозділів з метою визначення областей для вдосконалення та оптимізації. У статті також введено математичні моделі, які відіграють вирішальну роль у визначенні коефіцієнтів, що враховують нерівномірність умов кінцевого стану бетонної суміші. Ці моделі допомагають розрахувати необхідний тиск для оптимального наповнення робочого циліндра бетонною сумішшю, тим самим сприяючи загальній ефективності та результативності процесу перекачування. У статті досліджено застосування інноваційних технологій і матеріалів для підвищення ефективності та функціональності шнекового агрегату. Впроваджуючи передові досягнення та матеріали, мета полягає в тому, щоб підвищити продуктивність і експлуатаційні можливості штукатурних установок малого розміру, що в кінцевому підсумку призведе до покращення процесів перекачування розчину в будівельній галузі. Підсумовуючи, стаття є цінним ресурсом для професіоналів, дослідників і зацікавлених сторін у галузі, які прагнуть підвищити ефективність штукатурних установок малого розміру та оптимізувати процеси перекачування розчину в будівництві. Він містить повний огляд поточного стану штукатурних установок і технологій накачування розчину, а також пропонує розуміння можливих областей для вдосконалення та інновацій.

Удосконалена модель грунтової основи для розрахунку комбінованого плитно-пальового фундаменту з конструктивної нелінійністю роботи елементів

Oleksandr Samorodov — 2023-06-29

У статті пропонується та теоретично обґрунтовується удосконалена модель грунтової основи комбінованого плитно-пальового фундаменту для врахування нелінійної роботи його елементів «до» та «після» з’єднання плити та паль (конструктивна нелінійність) для розрахунку методом скінченних елементів напружено-деформованого стану у сучасних розрахункових комплексах. Використання удосконаленої моделі дає змогу якісно моделювати процес поведінки КППФ з конструктивною нелінійністю роботи його елементів. Результатом є отримання надійних результатів щодо напружено-деформованого стану системи «основа – фундамент – споруда». На конкретному прикладі виконано моделювання та чисельний розрахунок системи «основа – КППФ» із використанням лінійно-пружної моделі грунту та нелінійної моделі Мора-Кулона. Аналіз отриманих даних показує, що різниця у результатах складає не більше 2%. За критерій оцінки впливу запропонованої комбінованої моделі грунтової основи при розрахунках різних фундаментів прийнято суму згинальних моментів уздовж плити Σ|М_х|. Встановлено що врахування 2-х етапного формування НДС КППФ із застосуванням запропонованої моделі зменшує моментні зусилля у плиті на 2-му (останньому) етапі до 15% у порівнянні з прикладанням одразу повного навантаження і роботою плити у якості ростверку з постійним з’єднанням плити та паль (один етап). За результатами розрахунків встановлено, що при сприйнятті плитною частиною 100% навантаження та інших рівних умовах моментні зусилля у плиті завжди менші ніж у випадку з’єдання паль з плитою, що відбуваєтья через відсутність значної концентрації зусиль у кутових та периферійних палях у разі роботи плити як ростверку

Вплив розміщення в плані вертикальних ґрунтоцементних елементів армування основи на їх спільну роботу зі стрічковим штампом

Vynnykov Yuriy — 2023-06-29

Наведено характеристики та параметри для моделювання напружено-деформованого стану (НДС) основи, армованої вертикальними ґрунтоцементними елементами (ҐЦЕ), під стрічковим штампом при варіативних параметрах вертикального армування основи. Для моделювання методом скінченних елементів (МСЕ) у просторовій постановці (2D) використано вже добре апробовану модель ґрунту ізотропного ущільнення (Hardening soil model) і спосіб задання ҐЦЕ об’ємними елементами з відповідними характеристиками за моделлю поведінки linear elastic. Створено сітку скінчених елементів, для якої прийнятий рівень щільності fine. Представлено варіанти розміщення ҐЦЕ в плані при варіюванні відсотку армування від 0% до 39,7%. Показано відмінності у графічних результатах на прикладі повздовжніх та поперечних перерізів при відсотку армування 7,1%; 10,8%; 16,4%. Показано графіки залежності тисків на основу при чисельному моделюванні із використанням моделі ізотропного ущільнення ґрунту та об’ємних елементів від відсотку армування при різних варіантах розміщення ҐЦЕ в плані при різних значеннях осідання центру штампу. Виокремлено ефективні зони роботи стрічкових фундаментів (штампів) при розглянутих ґрунтових умовах для кожного із варіантів розміщення ҐЦЕ як у лінійній, так і в нелінійній (пружно-пластичній) стадіях роботи основи. Визначено, що до 7% армування ефективно армування, при якому відстань від центру ҐЦЕ до грані штампу складає 1,5 їх діаметри, в діапазоні 7…40% – варіант армування із співпадінням зовнішніх граней елементу армування та фундаменту (штампу), а при більшому відсотку армування – можливий вихід зони армування за межі розміщення фундаменту (штампу).
Винесення елементів армування в плані за бічну грань штампу (третій їх варіант розміщення) не дає суттєвого ефекту, оскільки більшу частину навантаження сприймає саме центральний ряд ГЦЕ

Забезпечення надійної корозійно-механічної стійкості трубопроводів та сталевих конструкцій нафтогазових комплексів

Oleksandr Zyma — 2023-06-29

Стаття присвячена аналізу факторів для забезпечення надійності сталевих конструкцій та трубопроводів, які використовуються у нафтогазових комплексах. Проаналізовано протиріччя та невизначеності у сучасних науково-технічних й технологічних розробках щодо забезпечення надійної корозійно-механічної стійкості й тривалості сталевих конструкцій нафтогазових комплексів та інших оболонкових металоконструкцій відповідального призначення. Звертається увага на необхідність дослідження та вдосконалення науково-технічних та технологічних розробок у галузі корозійно-механічної стійкості металевих конструкцій. В статті описані результати експериментальних досліджень, що спрямовані на аналіз причин та механізмів втрати міцності металу у процесі експлуатації. Отримали подальший розвиток розробки та застосування ефективних методів моніторингу та діагностики, зокрема використання ефекту коронного розряду для виявлення дефектів діелектричних покриттів. Виявлені недоліки методів оцінки працездатності конструкцій та їх залишкового ресурсу вказують на те, що у сучасний період особливо важливими є розрахункові методи, які базуються на критеріях тріщиностійкості, що чутливі до змін структури металу під час тривалої експлуатації, особливо в умовах корозійно-активних технологічних середовищ при змінних динамічних навантаженнях. Пропонується метод прогнозування залишкового робочого ресурсу конструкцій, що дозволяє систематично впливати на умови їх експлуатації для оптимізації роботи. Проведений аналіз може стати важливим внеском у розробку технічних та конструкторських заходів для підвищення ефективності та надійності нафтогазових комплексів.