Статті в журналах з теми "Міцність конструкційна"

Міцність цегляних конструкцій залежить від низки випадкових величин, таких як: деформаційні і міцнісні характеристики цегляної кладки, діючі навантаження і впливи. Таким чином, застосування імовірнісних методів для оцінювання надійності і безпеки цегляних конструкцій є важливим і актуальним завданням, що дотепер не знайшло відображення в літературі. У статті запропонована методологія і розроблено алгоритм вирішення задачі з визначення ймовірності (ризику) руйнування цегляних конструкцій в межах системної теорії надійності; при цьому використано метод статистичних випробувань (Монте-Карло). Розроблено комп'ютерну програму, що реалізує запропоновану методологію. Виконано розрахунки реальної цегляної конструкції з визначення ймовірності (ризику) руйнування

Дослідження роботи ґрунтових конструкцій, армованих геосинтетичними матеріалами, виконували експериментально на малорозмірних моделях і чисельним моделюванням з використанням програмного комплексу PLAXIS. Досліджували моделі конструкцій фундаментних подушок для зміцнення слабких основ і протизсувних споруд з метою підвищення стійкості схилів. Конструкції являють собою об'ємно замкнуті системи, міцність яких визначається їх геометрією, міцністю геосинтетичних матеріалів на розтяг і міцністю їх з’єднання, видом і щільністю заповнювача. Вони можуть розподіляти напруги по площі, сприймати зсувні навантаження ґрунту на схилі, виконувати функцію дренажу. Армована сітка розподіляє напруги по всій площі армування, що забезпечує збільшення несучої здатності основи фундаменту і зменшує його деформації. У свою чергу, геотекстиль виконує функцію розділяючого шару між ґрунтом основи і заповнювачем. З огляду на те, що геосітка працює на розтяг, а ущільнений наповнювач – на стиск, наближено можна вважати,що під дією зовнішнього навантаження армовані ґрунтові конструкції працюють як плита на пружній ґрунтовій основі.Конструкції з оболонкою з міцних геосинтетичних матеріалів, що щільно заповнені щебенем, гравієм або відсівом, працюють на згин, розподіляючи вертикальні або горизонтальнінавантаження по площі. В протизсувних спорудах такі конструкції передають зсувний тиск на стійкі ґрунти та виконують функції дренажу.

Регламентована нормативними вимогами номенклатура сполучень технологічних умов експлуатації сталевих опорних конструкцій обладнання, трубопроводів атомних станцій та сейсмічних впливів є досить широкою і містить всі можливі випадки технологічних умов їх експлуатації. Під час виконання оцінки сейсмостійкості опорних конструкцій постає питання щодо можливості обґрунтованої оптимізації встановленої нормативними вимогами номенклатури сполучень навантажень. Така оптимізація може бути виконана на підставі дослідження впливу зміни технологічних умов експлуатації сталевих опорних конструкцій обладнання та трубопроводів енергоблоків атомних станцій на їх сейсмічну міцність. У статті визначено номенклатуру параметрів технологічних умов експлуатації опорних конструкцій обладнання та трубопроводів енергоблоків атомних станцій, що впливають на їх сейсмічну міцність. Досліджено вплив зміни цих параметрів на сейсмічну міцність опорних конструкцій. Стаття входить до циклу публікацій в журналі «Ядерна та радіаційна безпека», присвячених розгляду різних аспектів практичного використання нормативних вимог до оцінки сейсмостійкості елементів енергоблоків атомних станцій.

Встановлення основних показників вживаної деревини (ВЖД), зокрема основних шпилькових порід, є актуальною науковою проблемою, оскільки наповнення нормативної бази даних забезпечить виготовлення якісних виробів з деревини з максимальним урахуванням особливостей механічних і фізичних характеристик цього потенційного резерву сировини. ВЖД доцільно матеріально використовувати в технологіях деревооброблення для виробництва конструкційних матеріалів і складових елементів меблевих виробів. Визначено основні фізико-механічні властивості ВЖД низки деревних порід – ялиці, ялини, сосни, модрини, які широко використовують для отримання виробів у меблевій та деревообробній галузях за такими показниками: щільність, ударна і статична твердість, міцність при статичному згині, міцність при сколюванні та міцність при стиску вздовж волокон. Експериментально встановлено, що фізико-механічні властивості ВЖД зазначених порід нижчі від аналогічних показників з первинної деревини (ПД). Виявлено, що щільність зменшується не більше ніж на 4,7% (діапазон для різних порід – 1,54-4,67%); ударна твердість знижується в діапазоні 1,37-4,11%; статична твердість – зменшення для модрини становить 7,11%, для інших порід практично не перевищує 2,5%; міцність при статичному згині знижується в діапазоні 5,94-8,33%; міцність при сколюванні для трьох порід (окрім ялини) зменшується в діапазоні 3,23-7,23%, а для ялини вона зростає на 3,08%; міцність при стиску вдовж волокон знижується в діапазоні 1,72-8,89%. Результати досліджень показників фізико-механічних властивостей ВЖД основних шпилькових порід дали змогу зрозуміти динаміку цих показників порівняно з ПД, розробити практичні рекомендації щодо ефективного матеріального перероблення, наповнити нормативну базу даних, а набуті знання використовувати під час розроблення математичних моделей для прогнозування характеристик конструкційних деревинних матеріалів.

Актуальність теми дослідження. Сучасний темп промислового розвитку потребує зниження металоємності конструкцій та одночасного підвищення їхніх технічних характеристик. Використання біметалевих з’єднань у вузлах конструкцій дозволяє поєднати переваги кожного з матеріалів та забезпечити високі експлуатаційні властивості. Одним із найбільш поширених біметалів є пара алюміній-мідь, що широко використовується в різних галузях промисловості. Тому актуальним завданням є пошук нових способів отримання нероз’ємних з’єднань алюмінію з міддю. Постановка проблеми. Отримання якісних нероз’ємних з’єднань різнорідних матеріалів пов’язане з технологічними труднощами, викликаними відмінностями фізико-механічних властивостей матеріалів. Особливо ця проблема ускладнюється в разі необхідності одержання прецизійних з’єднань. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Способи зварювання тиском, зокрема електроконтактне, здатні запобігти виникненню вказаних проблем, підвищити міцність з’єднання та досягти прецизійності за рахунок більш низьких температур та меншої тривалості їх дії порівняно зі зварюванням плавленням. У попередніх роботах нами було розроблено технологію прецизійного електроконтактного зварювання алюмінієвих сплавів через тонкий металевий проміжний прошарок. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Недослідженим питанням залишається електроконтактне зварювання алюмінію з міддю через тонкий металевий проміжний прошарок. Постановка завдання. Дослідження здатності до зварювання тиском алюмінію та міді через проміжний прошарок з алюмінієвої фольги з метою отримання з’єднань з високою міцністю та низьким рівнем деформації. Виклад основного матеріалу. Дослідження проводили на зразках із алюмінію АД0 та міді М1 з використанням проміжного прошарку із суцільної стрічки алюмінієвої фольги марки АД0. Шляхом експериментів встановлено оптимальний режим електроконтактного точкового зварювання. Якість зварного з’єднання залежить від кількості шарів фольги в проміжному прошарку. Висновки відповідно до статті. Розроблено технологію зварювання тиском алюмінію та міді через проміжний прошарок з алюмінієвої фольги; встановлено, що використання проміжного прошарку дозволяє збільшити тепловкладення в зону з’єднання та зменшити рівень залишкової деформації; досліджено мікроструктуру зони з’єднання; визначено міцність зварних з’єднань.

У роботі досліджено можливості використання пластифікуючої екологічної добавки «Біопласт», вплив на рухливість бетонних сумішей та міцність бетонів, які масово використовуються для виготовлення збірних залізобетонних конструкцій. Встановлено, що застосування біотехнологічного пластифікатора «Біопласт» підвищує рухливість бетонної суміші, сприяє збільшенню класу бетону. Приріст міцності бетону з добавкою «Біопласт-1БЛ» складає 14% і 10% – з добавкою «Біопласт-1Б». При витраті пластифікатора 0,5% від ваги цементу в перерахунку на суху речовину.

Пропонується спосіб відновлення експлуатаційної придатності згинаних залізобетонних конструкцій, що мають підвищені прогини і надмірне розкриття тріщин. Сучасні методи підсилення шляхом поверхневого наклеювання композитних фіброармованих пластиків на розтягнуту зону експлуатованих залізобетонних конструкцій підвищують міцність і жорсткість підсилюваних елементів, але не зменшують прогини і ширину розкриття тріщин. Для відновлення експлуатаційної придатності пошкоджених залізобетонних конструкцій пропонується попереднє напруження, що застосовують для підсилення фіброармованих пластиків, яке забезпечується створенням в пошкоджених елементах тимчасового будівельного підйому. Фіброармовані пластики наклеюються на розтягнуту зону наклеюваних елементів і після набору міцності клейових складів залізобетоннаконструкція опускається і прагне прийняти вихідне положення, створюючи попереднє напруження фіброармированих пластиків. Це призводить до зниження прогинів посиленої залізобетонної конструкції і зменшення ширини розкриття існуючих тріщин.У Казахстані більше десятка великих об’єктів посилено за допомогою посилення попередньо напруженими композитними матеріалами, що підвищило не тільки їх міцність і жорсткість, а й відповідно їх експлуатаційну придатність. У статті наведені заходи посилення цим способом різних будівель в місті Алмати і відомості щодо залізобетонних конструкцій на всіх етапах посилення.

Згідно ДБН В.1.1-12-2014 «Будівництво у сейсмічних районах України» поверховість будівель з безригельним каркасом не може перевищувати 12 поверхів, тому було проведено обгрунтування сейсмостійкості багатоповерхової будівлі на прикладі 23-поверхової будівлі, що запроектована за схемою безригельного монолітного залізобетонного каркасу з діафрагмами та ядрами жорсткості. В ході досліджень здійснено: визначення однорідності та міцності бетону ультразвуковим методом, визначення параметрів армуваннямагнітним методом, запис вібропискорень та визначення переважаючих частот горизонтальних коливань будівлі, розроблена просторова кінцевоелементна модель 23-поверхової будівлі. Також разроблена Програма науково-технічного супроводу згідно діючим в Україні державним будівельним нормам.Інструментальні та динамічні дослідження конструкцій будівлі виконані після зведення 16-го, 18-го, 20-го, 22-го та 23-го поверхів. Дослідні дані підтвердили, що на вказаних поверхах міцність бетону в окремих колонах, діафрагмах та плитах перекриття на один клас нижче проектної, що було враховано при розрахунках комп`ютерної моделі будівлі. Зареєстровані максимальні амплітуди горизонтальних віброприскорень верху будинку нижче допустимого значення 8 см/с2 для висотних будинків.Перевірочні розрахунки підтвердили, що несуча здатність будівлі з фактичною міцністю бетону та арматури забезпечена, а максимальні перекоси поверхів не перевищують допустимих значень. Фактичний відсоток армування несучих елементів допускає розвиток пластичних деформацій арматури при землетрусах, що вказує на достатню надійністьбудівлі при сейсмічних впливах інтенсивністю до 8 балів включно.

Враховуючи необхідність виконання основних вимог, які наведено в Регламенті будівельних виробів (CPR), актуальним є питання про розроблення процедури оцінювання відповідності вогнезахисних штукатурок, призначених для нанесення покриттів, що використовуються для вогнезахисту будівельних конструкцій на сталевій основі. В статті наведено основні показники якості зазначених штукатурок, якими є реакція на вогонь, вогнестійкість і надійність, що підлягають оцінюванню на відповідність основній вимозі CPR «Безпечність у разі пожежі». Показано, що особливістю випробування на надійність є наявність процедури порівняння результатів, одержаних з використанням зразків, одні з яких піддано штучній експозиції за заданих умов впливу (навколишнього середовища), які відповідають категорії використання, а другі є контрольними зразками. Показниками, за якими проводять оцінювання надійності, є адгезія (міцність зчеплення зі сталевою поверхнею), теплоізолювальна здатність і результати візуальних спостережень. Під час цих випробувань використовують сталеві пластини з номінальними розмірами 500 мм × 500 мм і товщиною не менше ніж 5 мм. Встановлено, що залежно від категорії використання штукатурки можуть підлягати оцінюванню на відповідність іншим основним вимогам CPR за такими показниками як вміст, виділення і (або) вивільнення небезпечних речовин; паропроникність; механічна міцність і стійкість; стійкість до удару та зсуву; захист від повітряного шуму; поглинання звуку; захист від ударного шуму; теплопровідність. Під час виробничого контролю підлягають перевірянню густина сухого будівельного розчину, свіжоприготовленого будівельного розчину і будівельного розчину, який затверднув; тривалість схоплювання і життєздатність свіжоприготовленого будівельного розчину; адгезія і теплоізолювальна здатність будівельного розчину, який затверднув. На місці проведення робіт з вогнезахисту потрібно здійснювати перевіряння адгезії штукатурки. Визначено методи випробування і перевіряння показників якості штукатурок, призначених для вогнезахисту будівельних конструкцій на сталевій основі.

Статтю присвячено проблемі управління надійністю попередньо напружених згинальних залізобетонних елементів на стадії проектування з метою досягнення її оптимального рівня. Відповідно до цього, надійність конструкції пропонується розглядати з імовірнісно-статистичних позицій, вважаючи фізико-механічні характеристики матеріалів випадковими величинами. В якості змінюваних вихідних даних були прийняті клас бетону, клас і кількість арматури. Граничний згинальний момент, що сприймається нормальним перерізом елемента, визначали на підставі деформаційно-силової моделі опору залізобетону. Для отримання значень коефіцієнта варіації несучої здатності та показника надійності використовували метод статистичних випробувань (метод Монте-Карло). За результатами числового експерименту було проведено комплексний аналіз впливу параметрів, що варіюються, на мінливість міцності та надійності прогінних залізобетонних конструкцій. Визначено, що обидві величини в достатній мірі залежні як від класу та кількості робочої арматури, так і від класу бетону. Ступінь ефективності кожного фактора в управлінні надійністю кількісно визначали її відносним показником, що вказує напрямок необхідної зміни вихідних характеристик з метою наближення розрахункового значення надійності до оптимального. Крім того, було досліджено спільну спрямованість зміни несучої здатності та надійності попередньо напруженого елемента при зростанні або спаданні того чи іншого параметра. Встановлено, що збільшення граничного згинального моменту за рахунок підвищення міцності бетону, класу та кількості робочої арматури не завжди супроводжується збільшенням показника надійності елемента за міцністю нормальних перерізів, а в окремих випадках призводить до його суттєвого зменшення. Отримані дані збіглися з результатами, наявними для згинальних залізобетонних конструкцій з ненапруженою арматурою. Зазначений підхід, у підсумку, дозволяє отримувати раціональні проектні рішення, забезпечуючи необхідну надійність споруд без перевитрат матеріалів і коштів.

This paper gives a brief overview of investigations into the strength, reliability, and life of aerospace and power engineering structures conducted along the following reseach line of the Institute of Technical mechanics of the National Academy of Sciences of Ukraine and the State Space Agency of Ukraine: the strength, reliabiliyty, and optimization of mechanical systems, launch vehicle, and spacecraft. The basic literature sources of 1991–2021 are cited. A more detailed consideration is given to the results obtained in 2014–2021 and published (monographs, articles indexed in international citation databases, and international conference papers). They involve the simulation of deformation of inhomogeneous material, in particular concrete, in heat-and-power engineering structures, the life estimation of shell structures of rocket/space hardware in the presence of stress concentrators in the form of openings, inclusions, and cracks, and the development of a methodological basis for the strength, reliability, and life of launch complexes for launch vehicles of different spacecraft classes. The methodological stages of calculation are considered, and high-intensity thermomechanical loads are classified. The life of launch complexes is determined using the notion of low- and high-cycle fatigue. Consideration is given to the development of fast projection-iteration schemes of the finite-element method and the method of local variations, which significantly reduce the computational time and may be used to advantage when a large body of calculations is needed in the design and development of new aerospace hardware and power engineering structures with the use of experiments at the developmental stage. In doing so, the effect of inelastic deformations in the vicinity of cutouts is analyzed. A numerical simulation of the strength and stability of inhomogeneous shell structures with the use of the above-mentioned new computational schemes is considered. Investigations of this type first of all involve inhomogeneous thin-walled shell structures at local loads and the effect of reinforcing inclusions on stress and strain concentration.

В матеріалах статті проведено визначення навантаженості несучої конструкції напіввагона при розвантаженні грейферним ковшем. Для забезпечення міцності верхнього обв’язування несучої конструкції напіввагона при ударній взаємодії з грейферним ковшем запропоновано впровадження в нього пружньо-в’язкого матеріалу, наприклад, еластоміру. З метою обґрунтування запропонованого рішення проведено розрахунок на міцність несучої конструкції напіввагона. При цьому використаний метод скінчених елементів, реалізований в програмному комплексі SolidWorksSimulation. Результати розрахунку підтвердили доцільність запропонованого заходу. Проведені дослідження сприятимуть зменшенню пошкоджень несучих конструкцій напіввагонів, а також підвищенню ефективності їх експлуатації.

Розглянуто шпонкові з’єднання елементів збірних плит перекриття із збірними колонами, монолітними ригелями, стіновими панелями та між собою, а також збірних ригеля та колони багатоповерхових будівель із залізобетону. Проаналізовано конструктивні особливості з’єднання, що визначають характер руйнування та величину граничного навантаження. Встановлено фактори, що впливають на міцність: геометричні параметри з’єднань (розміри, їх відношення, форма шпонкового профілю та поперечного перерізу шпонок, наявність і ширина шва), армування, обтиснення (розтягування), кількість шпонок у стику. Розширено існуючу класифікацію шпонкових стиків. Запропоновано метод розрахунку несучої здатності шпонок, розроблений на основі теорії пластичності бетону з використанням варіаційного методу. Бетон граничного стану розглядається як жорстко-пластичне тіло. Пластична деформація локалізується в зонах стиску в тонких шарах на поверхні руйнування. Застосовано принцип віртуальних швидкостей. Результати отримані в розривних рішеннях. Величину граничного навантаження визначено з використанням верхньої оцінки, що відповідає мінімуму потужності пластичної деформації. Метод враховує характер руйнування стиків та дозволяє найбільш точно оцінить вплив факторів, що обумовлюють їх міцність. Представлено приклади вдосконалених шпонкових з’єднань. Запропоновано з’єднання плити перекриття з колоною в конструктивній системі КУБ-2,5, в якому змінено геометричні параметри стику. Це дозволяє підвищити їх міцність та покращити умови передачі вертикального навантаження. Вдосконалено стик круглопустотних плит з монолітним несучим ригелем конструктивної системи АРКОС. Запропоновано армування шпонок циліндричними каркасами, що дозволяє отримати однакову міцність як у вертикальному так і горизонтальному напрямках. Забезпечення сумісної роботи елементів конструктивних систем будівель за допомогою бетонних та залізобетонних шпонок відкриває перспективи значного збільшення корисного навантаження при використанні високоміцних бетонів та арматури для конструкцій дисків перекриття, каркасів та стінових панелей.

Ущільнення забудови сучасних мегаполісів примушує здійснювати будівництво на територіях зі складними рельєфом, інженерно-геологічними умовами і небезпечними геологічними процесами.На прикладі проектування адміністративно-громадського комплексу виконана оцінка стійкості схилу прилеглої території в період будівництва та впливу гідрогеологічного режиму на комплекс після завершення будівництва, а також визначено приток води в котлован та фільтраційні параметри підземного потоку на майданчику будівництва.Оцінка стійкості схилу виконувалась з урахуван-ням будівництва адміністративно-громадського комплексу для природного стану ґрунтів та при повному їх водонасиченні.Розрахунок притоку води в котлован заснований на теорії фільтрації, що розроблена Н.Н. Павловським.Фільтраційна міцність ґрунту при виході ґрунтових вод в котлован оцінюється на основі розрахунків та експериментальних досліджень ґрунтів при діючих на майданчику будівництва градієнтах напору та особливостей конструкцій.З ціллю аналізу впливу комплексу після закінчення будівництва на гідрогеологічний режим виконано чисельне моделювання руху підземних вод. Моделювання виконувалосьза допомогою обчислювальної програми, що розраховує тримірний фільтраційний потік, баланс водних мас, масоперенос та дозволяє визначити всі необхідні параметри ґрунтового потоку, а також побудувати карту гідроізогіпс для існуючих рівнів ґрунтових вод та їх прогнозованого підйому на 1,5 м та візуалізувати отримані результати. Ці розрахунки дозволяють оцінити можливість підтоплення існуючих будівель на прилеглій території в результаті виникнення «баражного ефекту», що викликаний заглибленням підземної частини комплексу нижче рівня ґрунтових вод.Представлені результати досліджень можуть бути використані при прийнятті технічних рішень щодо підвищення стійкості схилу з урахуванням будівництва, а також вибору конструктивних методів захисту від фільтраційного випору ґрунту в котловані при будівництві та захисту фундаментів і підземних конструкцій від підтоплення підземними водами в результаті зміни гідрогеологічного режиму.

Досліджено повздовжню навантаженість вантажного поїзда, обладнаного новими концептами упряжного пристрою. Встановлено, що використання концепту упряжного пристрою дозволяє знизити повздовжню навантаженість поїзда майже на 30% у порівнянні з типовою схемою взаємодії локомотива з вагонами. Проведено розрахунок на міцність гальмової важільної передачі вантажного вагона, обладнаного новим концептом упряжного пристрою. При цьому максимальні еквівалентні напруження в елементах гальмової важільної передачі нижчі майже на 35% у порівнянні з типовою схемою Проведені дослідження сприятимуть створенню інноваційних конструкцій рухомого складу з покращеними техніко-економічними та динамічними показниками.

Розглянуті деякі науково-технічні аспекти проблеми ресурсозбереження при масовому будівництві та експлуатації енергоефективних (опалюваних) будівельних об’єктів. Звертається увага на необхідність використання виробів із пористих бетонів, насамперед із автоклавного ніздрюватого бетону й гідрофобізованого цементного перлітобетону. У результаті теоретичного аналізу встановлено, що міцність пористих композиційних матеріалів будівель- ного призначення із ніздрюватою або зернистою структурою суттєво залежить від факторів у вигляді певних функцій або параметрів. Встановлено, що активована цементна суміш містить дисперговані частинки клінкера зі зменшеним у 1,4 – 1,5 рази електрокінетичним потенціалом, що сприяє формуванню більш щільної та міцної зі зменшеною усад- кою структури цементного каменя. Недоліком пресової технології є неможливість виробництва виробів з різни- ми розмірами та необхідність застосування дефіцитного волокнистого заповнювача при виготовленні теплоізоляційних плит. Ввідомо, що теплоізоляційний цементний перлітобетон в порівнянні з теплоізоляційним газобетоном має покращені фізико-технічні властивості (зменшену теплопровідність, відкриту пористість, усадку при висиханні, анізотропію міцності, підвищену міцність при стиску та однорідність середньої густини, регульова- ну сорбційну вологість), що дозволяє ефективно застосовувати його як теплоізоляційний шар огороджувальних конструкцій.

Згідно з вимогами до сейсмостійкого проєктування та оцінки сейсмічної безпеки енергоблоків атомних станцій обґрунтування сейсмостійкості обладнання, трубопроводів атомних станцій та їх опорних конструкцій виконується розрахунковими, експериментальними методами або їх комбінацією з урахуванням чинних нормативних документів та стандартів. Отже, необхідність виконання оцінки сейсмічної міцності елементів атомних станцій ставить фахівця перед вибором нормативного документа, відповідно до якого будуть виконуватися розрахунки. Щодо корпусного тепломеханічного обладнання та трубопроводів це питання є тривіальним, оскільки вже багато років розрахункова оцінка сейсмічної міцності цих елементів виконується відповідно до норм розрахунків на міцність обладнання та трубопроводів атомних станцій. Водночас, вирішення питання коректного вибору нормативних документів та підходів до оцінки сейсмічної міцності сталевих опорних конструкцій обладнання і трубопроводів атомних станцій спричиняє певні складнощі. У статті визначені загальні принципи оцінки сейсмічної міцності сталевих опорних конструкцій обладнання і трубопроводів атомних станцій відповідно до сучасних нормативних вимог та міжнародного досвіду, які успішно впроваджуються в практику експлуатуючої організації з оцінки сейсмічної безпеки енергоблоків атомних станцій. Стаття входить до циклу публікацій в журналі «Ядерна та радіаційна безпека», присвячених розгляду різних аспектів практичного використання нормативних вимог до оцінки сейсмостійкості елементів атомних станцій.

Аналіз результатів порівняння дослідних і розрахункових значень несучої здатності просторових перерізів прогінних конструкцій, обчислених за рекомендаціями національних норм проектування розвинених країн світу та чисельними авторськими пропозиціями показав як незадовільну їхню збіжність, так і недостатню надійність розрахункових формул.Різноманітність форм складного напруженодеформованого стану та схем їх руйнування унеможливлює створення однієї простої та універсальної розрахункової моделі міцностіприопорних ділянок конструкцій, що знаходяться в складному напруженому стані, що адекватно відображала б вплив як конструктивних чинників, так і факторів зовнішньої дії наїхню несучу здатність. Спрощення розрахункових моделей вимагає застосування емпіричного підходу. Методи розрахунку конструкцій, що спираються на загальну механіку залізобетону з тріщинами, носять універсальний характер і дозволяють моделювати будь-який напружено-деформований стан та простежити за усіма етапами роботи конструкцій, але їхнє практичне застосування стримується відомими труднощами. Розрахунок приопорних ділянок конструкцій за моделлю просторових перерізів пропонується здійснювати по аналогії з рекомендаціями російських норм за перерізами, утвореними похилими відрізками прямих на трьох розтягнутих гранях елемента і замикаючим відрізком прямої по четвертій стислій грані елемента. Сам розрахунок на дію крутних моментів виконується за міцністю конструкцій між просторовими перерізами і за просторовими перерізамина основі рівнянь рівноваги всіх внутрішніх і зовнішніх силових факторів відносно осі, розташованої в центрі стиснутої зони просторового перерізу. Розрахунок конструкцій на діюпоперечної сили при заданих співвідношеннях крутного і згинального моментів здійснювали за рівняннями взаємодії між відповідними силовими чинниками з урахуванням рекомендацій російських норм проектування і уточнюючого коефіцієнта k впливу конструктивних чинників та факторів зовнішньої дії на несучу здатність елементів.

Розглянуті та проаналізовані відомі у світовій будівельній практиці способи попереднього напруження залізобетонних конструкцій на упори та на затверділий бетон. Виявлені резерви підвищення міцності конструкцій, виготовлених за такими способами. Розглянуто запропонований автором спосіб попереднього напруження залізобетонних конструкцій на бетонну суміш, який дозволяє значно зміцнити бетон і відповідно до його застосування збільшити міцність конструкцій. Виявлено парадоксальну з традиційної точки зору річ – напруга в арматурі конструкції є, а відповідних деформацій пружного стиснення бетону немає, хоч арматура і закріплена в бетоні за рахунок зчеплення. Проведені дослідження деформаційних властивостей бетонної суміші і бетону в умовах стиску. Встановлено, що традиційний погляд на залізобетон як на матеріал, що складається з бетону (штучного кам’яного матеріалу) й арматурної сталі, неповною мірою відображає дійсність щодо запропонованого способу напруження. З’ясовано, що у разі натягу арматури й передачі сил попереднього напруження обтискується не бетон як кам’яний матеріал, а бетонна суміш, тобто суміш його компонентів (щебінь, пісок). А оскільки бетону власне ще немає, то зусилля попереднього натягу сприймають здебільшого тверді компоненти суміші (за технологією вода має можливість видалятися із суміші у разі обтиску). Таким чином, деформації стиснення компонентів бетонної суміші повною мірою відповідають зусиллю в арматурі. Всесвітній закон збереження енергії та закон Гука, звичайно, охоплюють наведені конструкції з натягом арматури на бетонну суміш. Тут маємо справу з явищем переходу зовнішньої енергії обтиску у внутрішню енергію зв’язку у разі фазового переходу бетонної суміші до твердого стану. Розроблені основні підходи до розрахунку залізобетонних конструкцій з натягом арматури на бетонну суміш, що враховують передачу сил попередньої напруги на бетонну суміш, зміцнення бетону конструкції пресуванням.

Постановка проблеми. Останніми роками набуває широкого застосування зведення будівель та споруд каркасного типу, де одними з основних будівельних матеріалів є саме металеві конструкції. Безперечно, що до переваг використання металевих конструкцій необхідно віднести їх високу міцність, невелику вагу, надійність, непроникність, легкість при компонуванні та зборі, можливість надання таким конструкціям різноманітних складних форм тощо. Але попри свої значні переваги, одним з основних недоліків металевих конструкцій є невелика межа вогнестійкості, що становить близько 15 хв, відповідно при виникненні пожежі, ці конструкції дуже швидко втратять свої несучі та фізичні властивості, що в свою чергу призведе до катастрофічних наслідків та великих матеріальних збитків. Враховуючи вищезазначене, залишається актуальним завдання щодо пошуку нових та ефективних способів підвищення межі вогнестійкості металевих будівельних конструкцій до нормативних показників.Метою роботи є проведення аналізу існуючих способів підвищення межі вогнестійкості металевих будівельних конструкцій та визначення переваг і недоліків різних способів вогнезахисну враховуючи конструктивні особливості будівельних конструкцій.Основні результати та методи досліджень. Проведено огляд досліджень та публікацій щодо застосування речовин, виробів та матеріалів для вогнезахисту металевих конструкцій. Проаналізовано існуючі способи підвищення межі вогнестійкості металевих будівельних конструкцій шляхом їх вогнезахисту, зокрема вогнезахисне обробляння (фарбування/лакування, штукатурення, облицьовування, обмотування). Обґрунтовано, що категорія використання вогнезахисних матеріалів повинна обиратись залежно від умов навколишнього середовища (всередині приміщень, частково захищені простори і приміщення чи відкритий простір). Представлено фактори, що впливають на термін придатності та експлуатаційну надійность вогнезахисних покриттів для металевих будівельних конструкцій. Описано технологію нанесення/застосування вогнезахисних покриттів для металевих конструкцій. Наведено експлуатаційні характеристики основних видів інтумесцентних фарб та вогнезахисних штукатурок. Представлено перелік та основні характеристики реактивних (інтумесцентних) покриттів, штукатурних вогнезахисних покриттів та конструктивних матеріалів (плит), сертифікованих в Україні.Висновки. Визначено переваги і недоліки різних способів вогнезахисну враховуючи конструктивні особливості будівельних конструкцій. Ґрунтуючись на проведеному аналізі способів підвищення межі вогнестійкості металевих будівельних конструкцій шляхом їх вогнезахисту визначено перспективи подальших досліджень, зокрема: пошук нових вогнезахисних інтумесцентних покриттів, що забезпечують необхідну для використання металевих конструкцій межу вогнестійкості, зі складами, котрі при пожежі будуть виділяти менше токсичних речовин та газів, розроблення складів штукатурних вогнезахисних покриттів стійких до вологого середовища з покращеними адгезійними властивостями, а також спрощення методів нанесення цих покриттів, пошук нових вогнезахисних облицювальних матеріалів та технологічних рішень щодо зниження їх ваги.

Балки і пластини є важливими несучими елементами більшості конструкцій механізмів та машин, що працюють на згин або кручення. Надзвичайно важливою є безпечна робота несучих балок лонжеронів автомобілів, що працюють в умовах повторно-змінних навантажень і мають велику кількість концентраторів напружень. Напруження викликають у балках появу тріщин, що можуть спричинити небезпечні аварії. Мета дослідження – розробити методику проведення експертної оцінки залишкової міцності лонжерона автомобіля Mercedes-Benz Sprinter 212D. У статті розроблена методика проведення експертної оцінки залишкової міцності несучої балки лонжерона автомобіля, що пошкоджена тріщиною в розтягнутих волокнах її нижньої поверхні за дії статичного навантаження. Стінки лонжерона є достатньо тонкими, тому можна припустити, що тріщина є наскрізною і надалі може поширюватися на вертикальні стінки аж до повного руйнування всієї балки. Розрахунок проводився на основі рівнянь некласичної моделі згину коротких балок, де ураховувався вплив деформацій поперечного зсуву та обтиснення. Залишкова міцність балки визначалася з умов, що визначаються силовим критерієм Дж. Ірвіна. Припускалося, що навантаження на балку лонжерона розподіляється за законом синусоїди з урахуванням зосереджених моментів на краях. Одержані числові дані зведені у порівняльні таблиці. Порівнюється залишкова міцність, що знайдена відповідно до силового критерію поширення тріщини і згідно методу допустимих напружень.

Проведено визначення динамічної навантаженості несучої конструкції вагона-платформи зчленованого типу з пониженим центром ваги при експлуатаційних режимах. Враховано, що вагон-платформа завантажений двома великовантажними контейнерами типорозміру 1АА. Дослідження проведені в плоскій системі координат. Встановлено, що прискорення, які діють на несучу конструкцію першої з боку сили секції вагона-платформи складають 37,7 м/с², а другої – близько 38,6 м/с². Проведено розрахунок на міцність несучої конструкції вагона-платформи. Максимальні еквівалентні напруження при цьому виникають в зоні взаємодії хребтової балки зі шворневою та складають близько 300 МПа. Визначено поля розподілення прискорень відносно несучої конструкції вагона-платформи. Розбіжність між результатами математичного та комп’ютерного моделювання склала близько 13%. Проведені дослідження сприятимуть створенню нових конструкцій вагонів-платформ, а також підвищенню ефективності експлуатації комбінованих перевезень.

Представлені основні положення Зміни № 1 ДБН В.1.1-12:2014 «Будівництво у сейсмічних районах України» [1], що враховують досвід та сучасні тенденції проектування будівель і споруд в сейсмічних районах інтенсивністю від 6-ти до 10-ти балів згідно з ДСТУ Б В.1.1-28:2010 «Шкала сейсмічної інтенсив-ності» [6] та ДСТУ-Н Б EN 1998-1:2010 «Єврокод 8.Проектування сейсмостійких конструкцій. Частина 1. Загальні правила, сейсмічні дії, правила щодо споруд (EN 1998-1:2004, IDT)» [4].В Зміні № 1 ДБН В.1.1-12:2014 наведені вимоги щодо використання карт загального сейсмічного районування (ОСР-2004) території України, зокре-ма карти ОСР-2004-С при проектуванні об’єктів із значним класом наслідків (відповідальності) СС3 для будівель житлового та громадського призначення, що не ідентифікуются як об’єкти підвищеноїнебезпеки відповідно до Закону України «Про об’єкти підвищеної небезпеки».Результати експериментально-теоретичних досліджень, виконаних ДП НДІБК протягом 2015-2017 років, сприяли розробленню системних вимог щодо визначення сейсмічних навантажень на багатоповерхові та висотні (висотою 73,5 м та вище) будівлі, а також вимог щодо проектування малоповерхових (до 3 поверхів) будівель з несучими стінами із газобетонних блоків автоклавного тверднення в залежності від розрахункової сейсмічності будівельного майданчика (6, 7 і 8 балів).Наведені вимоги щодо використання газобетонних блоків марки D 400 за середньою густиною і класом за міцністю на стиск C 2,5 і марки D 300 за середньою густиною і класом за міцністю на стиск C 2,0; допустимих значень перекосів поверхів малоповерхових будівель з несучими стінами із ніздрюватого бетону для трьох рівнів (СЗ, ПЗ, МРЗ); коефіцієнту k1, що враховує непружні деформації та локальні пошкодження конструкцій при землетрусах.

Природна краса зубів висуває певні вимоги до стоматологічних матеріалів і методів лікування.Одним із найбільш популярних методів лікування флюорозу зубів є ортопедичне лікування – застосування вінірів, які мають істотні переваги перед іншими видами реставрації. Вініри надають зубу найбільш природний естетичний вигляд і повертають коронковій частині зуба початкову міцність. І ще вініри – світлопроникні, завдяки чому можна добитися природності зовнішнього вигляду навіть при ультрафіолетовому випромінюванні.Мета. Нами було поставлене завдання – дослідити фізико-механічні властивості цементів, зокрема визначити товщину плівки кожного цементу при фіксації різних ортопедичних конструкцій, в тому числі і вінірів.Матеріали та методи. Лабораторне вивчення досліджуваних нами цементів проводили відповідно до рекомендацій міжнародного стандарту ISO. Всі зразки були виготовлені при t 23+10C і відносній вологості 50+10 %. Замішування цементів проводили строго за інструкцією фірми виробника. Якість кожного цементу оцінювалося по товщині плівки і адгезії цементу (зуб-конструкція).Висновки. Для фіксації вінірів, які застосовуються для лікування при косметичному дефекті і флюорозі зубів, були обрані цементи: RelyXTM ARC фірми ЗМ ESPE, Bifix DС фірми Voco, цеміон. Досліджені нами цементи за показниками товщини плівки цементу різних фірм відповідають вимогам Міжнародного стандарту ISO і можуть бути використані для постійної фіксації вінірів (RelyXTM ARC фірми ЗМ ESPE, так і протезів інших конструкцій (Bifix DС, цеміон).

Зацікавленість до застосування полімерних композиційних матеріалів в суднобудуванні в першу чергу викликана їх високою питомою міцністю, а також корозійною стійкістю, низькою теплопровідністю, немагнітністю, високою ударостойкістью, але найголовніше можливістю проектування і створення нових матеріалів і конструкцій з них. Отримані конструкції мають поліфункціональні властивості, тобто властивості, що залежать від компонентів матеріалу, з якого вони створені. Все це дозволяє проектувати не тільки конструкцію із заданого матеріалу, а й сам матеріал. Таким чином, досягнення в одній конструкції необхідних характеристик по несучій здатності і вібро, звуко-, радіопоглинанню дозволяє знизити не тільки її вагу але і забезпечити підвищення захищеності корабля по фізичним полям

В практичних роботах з ультразвукового контролю міцності на різних будівельних об’єктах в Україні авторами отриманий вагомий об’єм даних з фактичної однорідності міцності монолітного бетону в конструкціях. Встановлено, що при ультразвукових випробуваннях коефіцієнти варіації міцності бетону близькі до нормованого показника (13,5%) на більшості об’єктів.Для зниження ризиків завищення класу міцності при оцінках результатів ультразвукових випробувань монолітного бетону запропонована методика уточненого врахування фактичної однорідності міцності в конструкціях.Вона полягає в тому, що клас бетону призначається за середньою міцністю в контрольованій партії конструкцій при фактичному коефіцієнті варіації, що знаходиться в межахнормованого показника або розрахунковим шляхом при перевищенні фактичним коефіцієнтом варіації нормованого показника.

Для гідротехнічних і транспортних споруд ефективним є використання бетонів на легких пористих заповнювачах. Зокрема, легкі бетони широко використовують для плавучихзалізобетонних споруд, таких як нафтовидобувні платформи, плавучі доки, готелі та будинки. Україна є однією з небагатьох країн, що володіють технологією залізобетонного суднобудування.Проаналізовано поводження пористого заповнювача в структурі бетону. Відомо, що при твердінні бетону відбувається активний обмін речовиною між заповнювачем і матрицею. Крім того, на властивості бетону впливає адгезія матриці до заповнювача і усадка-набухання заповнювача. При твердінні бетону в його структурі утворюються тріщини і внутрішні поверхні поділу. По цих тріщинах, поверхнях поділу і порам у матриці та заповнювачі передаються рідина і газ. Відповідно, для підвищення довговічності бетону гідротехнічних і транспортних споруди необхідно зменшити його проникність.Запропоновано два методи оброблювання поверхні пористого заповнювача. Перший – гідрофобізація поверхні кремнійорганічною рідиною оптимальної концентрації. Недолікомцього методу є необхідність виконання додаткової технологічної операції. Було встановлено оптимальну концентрацію кремнійорганічної складової в емульсії. Другий метод – оброблення поверхні заповнювача цементною суспензією. Цей метод простіше першого, тому що оброблення здійснюють безпосередньо під час приготування бетонної суміші. Обидва методи знижують проникність структури, за рахунок чого підвищують міцність та довговічність бетону. Перший метод більш ефективний для керамзитобетонів плаву чих та інших гідротехнічних споруд, для яких важлива експлуатаційна вологість бетону. Другий метод більш ефективний для бетонів на природних пористих заповнювачах, тому що підвищує однорідність бетону.У цілому, завдання підвищення довговічності бетонів на пористих заповнювачах має вирішуватися комплексно. Крім оброблення заповнювача необхідно застосовувати хімічні добавки, зокрема комплексні модифікатори, що включають суперпластифікатор і кольматуючу добавку або суперпластифікатор і мікрокремнезем. Отримано модифіковані бетони на легких заповнювачах з водонепроникністю до W14.

Клас міцності бетону встановлюється за середньою міцністю і його однорідністю в контрольованій партії. За відсутності прямої функціональної залежності, основою отримання таких показників, ультразвуковим імпульсним методом, є градуювальні залежності між міцністю бетону на стиск і швидкістю (часом) поширення ультразвуку у бетоні. При випробуваннях стандартні процедури передбачають встановлення нових або коригування базових залежностей шляхом паралельних механічних випробувань зразків бетону відібраних з конструкцій. Недотримання таких вимог може призвести до значних похибок, при визначенні міцності і однорідності бетону, і як наслідок, до недостовірної оцінки класу міцності бетону в конструкціях.Характеристикою міцності бетону, функціонально пов'язаною з швидкостями поздовжніх і поперечних хвиль у зразках, є динамічний модуль пружності. Сучасні технічні засоби дозволяють однозначно ідентифікувати і з високою точністю вимірювати швидкості таких хвиль, що значно спрощує його визначення.Застосування динамічного модуля пружності для оцінки класу міцності бетону в конструкціях потребує обґрунтування його зв’язку з нормованими показниками міцності. Згідно будівельних норм таким показником є початковий модуль пружності, що відповідає конкретному класу міцності бетону.Проаналізована і експериментально підтверджена відповідність динамічного модуля пружності, початковому модулю пружності, для важкого бетону.В практичних роботах, це дає змогу застосовувати визначені за результатами акустичних вимірювань фактичні показники динамічних модулів пружності, для переходу до класів міцності бетону в конструкціях. При випробуваннях бетону ультразвуковим імпульсним методом, у разі неможливості відбору зразків для порівняльних випробувань, зв’язок динамічного модуля пружності з класом міцності бетону дозволяє коректно вибирати базову градуювальну залежність для конкретного діапазону міцності.

Фіброзна дисплазія — вроджене неспадкове захворювання скелета, що супроводжується формуванням патологічних осередків, заповнених диспластичною фіброзно-кістковою тканиною. Вибір методики остеосинтезу при хірургічному лікуванні переломів та деформацій проксимального відділу стегнової кістки у хворих з фіброзною дисплазією залишається досить актуальним через значний відсоток ускладнень, пов’язаних з міграцією елементів конструкцій і нестабільним остеосинтезом. Проведено біомеханічне дослідження з випробування на міцність та жорсткість синтетичної моделі стегнової кістки Sawbones (США) з наявним порожнистим дефектом у проксимальному її відділі та в умовах остеосинтезу різними типами металевих фіксаторів: LСP (locking compression plate) — пластина для проксимального відділу стегна, femoral interlocking nail (FIN) — стегновий блокувальний стрижень, АВР (angled blade plate) — кутова пластина. Тестування зразків на стиснення при статичному навантаженні було здійснено у випробувальній машині TIRAtest-2151. Визначені границі міцності та деформацій під час руйнування зразка. Переломи на всіх зразках відбувалися при навантаженнях, що значно перевищували ті, які мають місце в природних умовах, що вказує на ефективність застосування цих методик остеосинтезу. Отримані результати відображують переваги застосування LCP та FIN, що забезпечують більшу жорсткість фіксації проксимального відділу стегна та можуть бути розглянуті як варіант вибору методики остеосинтезу у хворих на фіброзну дисплазію.

Мета. Проаналізувати існуючі види хімічно активних та механічних добавок, що сьогодні представлені на ринку будівельних матеріалів України. Охарактеризувати їх недоліки та переваги. Особливу увагу приділити матеріалам, що збільшують міцність бетонів, у тому числі сталевим фібрам, що значно підвищують деформативність та тріщиностійкість тонкостінних конструкцій покриття у формі гіперболічного параболоїда. Методика. Під час проведення дослідження використовувались передбачені діючими державними стандартами методи, які дозволяють визначити механічні властивості залізобетонних та сталефібробетонних оболонок для тонкостінних покриттів у формі гіперболічного параболоїда. Результати. Встановлено, що сьогодні на ринку будівельних матеріалів України представлена значна кількість різноманітних хімічно активних добавок, пластифікаторів, пігментів для забарвлення, деактиваторів, сповільнювачів та прискорювачів для бетонної суміші, протиморозних добавок. Під час проведення досліджень встановлено, що при введені в бетон сталевих фібр, значно збільшується його жорсткість, що в свою чергу призводить до підвищення деформативності від дії навантажень та тріщиностійкості сталефібробетону, як матеріалу. Відповідно, тонкостінні оболонки покриттів зі сталефібробетону у формі гіперболічного параболоїда мають кращі фізико-механічні характеристики в порівнянні з аналогічними оболонками з класичних бетонів. Тому термін їх експлуатації значно підвищується. Наукова новизна. Встановлено вплив сталевої фібри на тріщиностійкість, деформативність та несучу здатність тонкостінних оболонкових покриттів у формі гіперболічного параболоїда. Практична значимість. Розроблена конструкція тонкостінної оболонки покриття у формі гіперболічного параболоїда, що виготовлена зі сталефібробетону, може використовуватися під час проектування та будівництва великопролітних об’єктів з меншими затратами матеріалів і коштів.

В статті зроблен аналіз матеріалів, з яких виготовляють поршня для двигунів внутрішнього згоряння. Для автомобільних і тракторних двигунів, зокрема, застосовують евтектоїдні суміші типу АЛ25 і заевтектоїдні, які містять мідь, нікель, магній та марганець. Приведений хімічний склад алюмінієвих сплавів. Поршні для швидкохідних, форсованих тепловозних, середньообертових двигунів виготовляють з сірого або ковкого чавуну (СЧ24-44, СЧ28-48,СЧ32-53), а також легованого присадками ванадію, хрому, титану, міді (ВЧ45-5). Для комбінованих поршнів застосовують жаростійкі сталі типу 20Х3МВФ. Проводяться дослідні роботи над поршнями з титану і вуглепластиків. Поршні з автоматичним регулюванням ступеню стиску дозволяють обмежити теплову і механічну напруженість деталей циліндро-поршневої групи, форсувати двигун по середньому ефективному тиску в 1,5-2 рази, покращити пускові якості, забезпечити можливість використання різних марок палива. Для двигунів внутрішнього згорання, компресорів, насосів та інших поршневих машин пропонується комбінований поршень з мідно-фторопластовими вставками. Вставки з мідно-фторопластової композиції забезпечують нанесення тонкої плівки міді на поверхні тертя на протязі всього ресурсу роботи двигуна, що значно прискорює припрацювання, зменшує задири і натири, збільшує зносостійкість і довговічність деталей ЦПГ. Дані основні недоліки і переваги експлуатаційних характеристик поршнів, виготовленних з різних матеріалів. Зроблен аналіз конструкцій поршнів. Представлені основні вимоги при конструюванні поршнів, це:простота конструкції, і по можливості забезпечення симетричності відносно осі циліндра;мінімальна маса, максимальна міцність і жорсткість, зносостійкість матеріалу;ефективний відвід тепла (охолодження); мінімальна собівартість виготовлення.

Запропоновано розрахункову схему напружено-деформованого стану косо стиснутих залізобетонних колон безкапітельно-безбалкового каркасу. Досліджено особливості роботи з’єднання перекриття з колонами. Розроблено інженерний метод розрахунку несучої здатності косо стиснутих залізобетонних колон у складі безкапітельнобезбалкового каркасу. Розроблені формули дозволяють оцінювати міцність в перерізах колон на основі розрахованих параметрів міцності при плоскому стисканні в традиційно прийнятих ортогональних площинах. Виведені залежності сприяють значному спрощенню оптимізаційного проектування залізобетонних елементів на дію зусиль в обох площинах. Представлений метод розрахунку залізобетонних колон дозволяє розраховувати не тільки їх несучу здатність, але й підбирати площу поперечного перерізу арматури, необхідну для забезпечення експлуатаційних якостей колон в умовах косого поздовжнього деформування. Необхідність розроблення зазначеного розрахунку ґрунтується на факті значного розповсюдження косого стискання порівняно з позацентровим у практиці експлуатації будівельних конструкцій. Основною ознакою косого стискання колон із ПАВЛІКОВ А.М. Д-р технічних наук, проф., зав. каф., Полтавський національний технічний університет імені Юрія Кондратюка, м. Полтава, Україна, e-mail: am.pavlikov@gmail.com, тел. + 38 (066) 301-53-07, ORCID: 0000-0002-5654-5849МИКИТЕНКО С.М. Канд. технічних наук, доц., Полтавський національний технічний університет імені Юрія Кондратюка, м. Полтава, Україна, e-mail: mukutas@gmail.com, тел. + 38 (099) 658-33-28, ORCID: 0000-0003-0569-4091теоретичного аспекту є наявність ексцентриситетів прикладання поздовжньої сили в обох напрямах у перерізі елемента. Але, як свідчить досвід експлуатації будівельних конструкцій, косий стиск залізобетонних елементів може бути зумовлений більшою кількістю причин. До них, зокрема, найбільш часто відносять такі: допущені похибки при монтажу конструкцій та технологічні неточності при їх виготовленні, неможливість на практиці розташування поздовжнього навантаження в одній з головних площин інерції, пошкодження конструкцій, вплив просторової роботи рамних конструктивних систем тощо. Це вказує на необхідність розв’язання задач із удосконалення методів розрахунку міцності залізобетонних елементів, що зазнають косого стискання, та подальшого їх експериментального дослідження. Після аналізу перерозподілу навантаження між плитами в стадії їх граничної рівноваги в складі безкапітельно-безбалкової конструктивної системи, було визначено, що несучу здатність косостиснутих колон доцільно розраховувати залежно від двох випадків їх завантаження: перший – центральне стискання; другий – позацентрове (косе) стискання. Крім того, було встановлено, що несуча здатність колон, залежно від переміщення навантаження, змінюється за певним законом. На основі встановУДК 624.012.35:620.173ФЕДОРОВ Д.Ф. Канд. технічних наук, ст. викл., Полтавський національний технічний університет імені Юрія Кондратюка, м. Полтава, Україна, e-mail: sldimaf@gmail.com, тел. + 38 (050) 982-15-63, ORСID: 0000-0002-2591-7291НАУКА ТА БУДIВНИЦТВО 1(15)’2018 13леного закону зміни несучої здатності запропоновано загальний метод визначення несучої здатності косо стиснутих елементів. Цей метод пропонується використовувати на практиці для проектування колон безкапітельно-безбалкових каркасів. Користуючись цим методом, можна застосувати повні діаграми деформування бетону та арматури, гіпотезу плоских перерізів та не використовувати жодних емпіричних коефіцієнтів. На основі проведених досліджень встановлено, що запропонований метод можливо застосовувати при розв’язанні задач двох типів: перша – перевірка міцності нормального перерізу колони; друга – обчислення необхідної площі армування за відомих зусиль, що діють у двох площинах колони. Обидва типи задач розв’язують досить просто, без використання числових ітераційних методів. При розв’язанні другої задачі стає можливим встановлення необхідної кількості арматури у відповідних площинах. Це дозволяє рекомендувати запропонований метод для широкого використання не тільки в розрахунках несучої здатності, але й у розрахунках площі перерізу арматури, необхідної для забезпечення експлуатаційних якостей залізобетонних колон в умовах косого стиску. До того ж розроблений метод дає можливість виконувати оптимізаційне проектування стиснутих залізобетонних елементів, що зазнають косого стискання.

Наведено аналіз клеїв, які використовують для склеювання деревини у деревообробному і меблевому виробництвах, зважаючи на їх екологічність, токсичність, походження, економічність, способи виробництва і сфери застосування. Особливу увагу приділено термопластичним полівінілацетатним клеям, які є одними з найперспективніших на сьогодні для склеювання як звичайної, так і термічно модифікованої деревини. В умовах зростання вимог до екологізації промисловості та обмежень використання матеріалів, що містять шкідливі хімічні компоненти, виникла потреба у розробленні нових методів модифікування деревини, які базувались би на принципах екологічності та ресурсоощадності. Показано, що за дії на деревину температури 180–240 °С в її біологічному складі відбуваються незворотні зміни, які впливають на властивості кінцевого продукту, зокрема: покращена формостійкість та стійкість до високих температур, абсолютна стійкість до біологічних уражень, висока вологостійкість (адсорбційні властивості у 3–5 разів нижчі, ніж у звичайної деревини), однорідність кольору за глибиною, довговічність, екологічність тощо. Усі зазначені вище властивості термічно модифікованої деревини зумовлюють універсальність її використання: як конструкційного матеріалу, стійкого до атмосферних впливів (вуличні конструкції, ландшафтний дизайн, будівництво мостів, причалів, облицювання водних каналів), для зовнішнього та внутрішнього оздоблення фасадів та житлових приміщень, виготовлення меблів, підлогового покриття, музичних інструментів тощо. Сфера застосування термодеревини така ж широка, як і сфера застосування звичайної деревини. Зокрема, з термічно модифікованої деревини можна виготовляти малі архітектурні форми, садово-паркові конструкції. Одним з пріоритетних напрямів наукових досліджень є вивчення термодеревини, що може використовуватися як матеріал для несних конструкцій. Зокрема, у вигляді композитного клеєного бруса ("клеєний термобрус"), що об'єднує ламелі з модифікованої та звичайної деревини. Наведено аналіз впливу зміни фізико-механічних властивостей термічно модифікованої деревини на міцність та довговічність клейових з'єднань.

Широке застосування комп’ютерного моделювання є невід’ємною частиною впровадження інноваційних технологій у навчальний процес. Процес технічного переозброєння ведучих промислових підприємств, який зараз відбувається, і якому немає альтернативи через жорстоку конкуренцію на вітчизняному та світовому ринках, потребує досконалого знання інженерами-механіками новітніх технологій, зокрема технології проведення інженерного аналізу за допомогою САЕ-системи ANSYS. Поширення де-факто програмного комплексу ANSYS серед інженерів-механіків зумовлене широкими можливостями програми у сфері розв’язку складних проблем механіки деформованого твердого тіла, зокрема при розрахунку напружено-деформованого стану елементів конструкції механізмів при статичному навантаженні.При підготовці інженерів-механіків дисципліна “Проектування деталей машин методами комп’ютерного моделювання” формує майбутнього фахівця у сфері розрахунку і конструювання деталей машин загального призначення. Разом з курсом “Деталі машин” дисципліна завершує загально-технічне навчання студентів, яке забезпечується знаннями з теоретичної механіки, теорії механізмів і машин, опору матеріалів, вищої математики та математичного моделювання. З метою активізації учбового процесу застосовується організація виконання індивідуальних лабораторних робіт з найважливіших тем курсу.В результаті вивчення курсу студенти повинні уміти виконувати інженерні розрахунки на міцність, моделювати надійність елементів конструкцій та механізмів, знаходити оптимальні інженерні рішення шляхом аналізу надійності моделей елементів механізмів, вибору матеріалу та необхідних розмірів, оцінки величини реакції на дію зовнішніх сил; здійснювати перехід від формальної логіки теоретичних дисциплін до евристичної діяльності інженера. Необхідно підкреслити, що моделювання стало важливим методом наукового пізнання. Комп’ютерні досліди з моделями об’єктів дозволяють, спираючись на потужність сучасних обчислювальних методів і технічних засобів, детально і глибоко вивчати об’єкти у такій повноті, яка є недоступною для чисто теоретичних підходів. Тому такою важливою є взаємодія математичного і комп’ютерного моделювання для навчального і науково-дослідного процесів.

Бобух О. С., Вовк А. С., Кузьміна О. М., Андреєв А. K., Фролов Я. В., Самсоненко А. А. Випробування кільцевих зразків на розтягування. Oбробка матеріалів тиском. 2020. № 1 (50). С. 104-113. Оцінка рівня механічних властивостей металевих виробів є одним з актуальних та важливих завдань у машинобудуванні. Міцність конструкцій, вага виробу та їх вартість залежать, зокрема, й від значень характеристик цих властивостей. Основні параметри механічних властивостей отримують статичними випробуваннями на стискання, розтягування, вигин або крутіння стандартних зразків, а також динамічними (ударними) випробуваннями. Виконання таких випробувань для зразків, отриманих з труб, пов’язані за складнощами, які заважають отриманню достовірних значень механічних властивостей. Це вимагає перевірки та удосконалення способів випробування таких зразків. Розробці методики таких досліджень, зокрема, присвячена стаття. Розроблено пристрій та основну технологію для випробовування на розтягування кільцевих зразків, вирізаних з труб, з метою кількісної оцінки їх механічних властивостей. Особливістю пристрою є те, що він дає можливість компенсувати сили тертя під час випробування на розтягнення, а за рахунок змінних підшипників може бути адаптований до широкого асортименту труб. Було проведено дослідження форми та розміру концентратора напружень, нанесеного на зразок. Визначено взаємозв'язки між формою кривих навантаження при випробуваннях на розтягування та характерними силами у випадку використання різних типів концентраторів напружень. Для запобігання пластичній деформації в однiй з опорних секцій пропонується використовувати кільцеві зразки з концентраторами напружень у вигляді просвердленого у стінці кільцевого зразка отвору. Такий метод порівняно простий відносно інших методів тестування. Для зразків труб, виготовлених з аустенітної сталі 1.4401 (EN 10027) та сталі 1,0580 (EN 10297-1), були визначені мінімально необхідні співвідношення площ у діаметрально протилежних опорних перерізах, які забезпечують пластичну деформацію лише в одному з них.

Актуальність теми дослідження.Зниження маси та збільшення питомої міцності конструкцій, що використовуються в різних галузях машинобудування – на сьогодні найважливіші завдання конструкторів всього світу. Рішення цих проблем безпосередньо пов’язане із завданням пошуку оптимальних геометричних параметрів проєктованого виробу. Застосування топологічної оптимізації дозволить зменшити вагу виробу зі збереженням вимог до міцності деталі. Постановка проблеми. Отримати топологічно оптимізовану деталь, зменшивши масу на 30–50 %. Зберегти статичні характеристики та конструктивну міцність деталі. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Опираючись на досвід та роботу спеціалістів у цьому напрямі, проблема, яка зазначена вище, може бути вирішена за допомогою топологічної оптимізації та адитивних технологій. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Нині малодослідженим питанням залишається параметризація фізичної моделі для вирішення завдань топологічної оптимізації. Постановка завдання. Зробити дослідження топології з метою отримання найкращого відношення міцності до маси кронштейна, зменшивши при цьому масу на 50 %. Зробити порівняння результатів досліджень у різних програмних пакетах. Підготувати вихідні моделі для швидкого прототипування за допомогою 3D-друку. Виклад основного матеріалу. У цій роботі проводиться топологічна оптимізація кронштейна. Зменшуємо його масу на 50 %, зберігаючи всі статичні характеристики та параметри. Проєктуємо деталь у програмному пакеті SolidWorks. Проводимо оптимізацію у двох програмних пакетах: SolidWorks та Fusion 360, порівнюємо отримані результати. Друкуємо оптимізовану деталь на 3D-принтері, використовуючи програмний пакет Simplify 3D. Висновки відповідно до статті. Оптимізовано конструкцію кронштейна в програмних пакетах SolidWorks і Fusion 360, зменшивши його масу на 50 %. Кронштейн, оптимізований в SolidWorks, виглядає естетично краще. Коефіцієнт запасу міцності кронштейна, оптимізованого в SolidWorks, дорівнює 12, а в Fusion 360 – 15. Це свідчить про те, що необхідно виконувати нове дослідження топології, видаляючи 60–65 % матеріалу. При підготовці до прототипування методом 3D-друку на виході отримали текстовий документ з g-кодом.

Сучасний стан вищої інженерної освіти в Україні та вимоги. ХХІ сторіччя, як відчуває людство, несе глобальні проблеми, пов’язані, перш за все, з енергетичною та продовольчою кризами, які стрімко наближаються, з вичерпанням запасів корисних копалин, порушенням навколишнього середовища, землетрусами, нетиповими хворобами, суттєвими радіоактивними забрудненнями і таке інше. Необхідність вивчення цих проблем та їх наслідків не підлягає сумніву. Це можливо тільки значно підвищивши рівень, якість освіти, яка відіграє основну, суттєву роль в пізнанні та оволодінні істинною картиною світу, методами її використання та адаптації до її швидкозмінних процесів. Цивілізований світ розуміє, що акцент у ХХІ сторіччі необхідно робити на підготовку людини з більш розвиненим ментальним тілом, здібностями мислення, яка жила б у порозумінні з суспільством, природою та їх інформаційними проявами. Саме фундаментальні кафедри технічних університетів повинні формувати у студентів системне, структуроване, логічне світосприйняття та здійснювати фундаментальну підготовку, закладати базис майбутнього інженера на основі математичних, природничо-наукових та загальноінженерних дисциплін. Сучасні педагогічні дослідження показують [8], що на сучасному етапі розвитку вищої освіти на перше місце виступають саме загальнотеоретичні, фундаментальні та міждисциплінарні знання, а не технологічні, утилітарні знання та практичні вміння , як це має місце останніми роками. Без фундаментальної освіти, без оволодіння системним знанням та без формування цілісної природничо-наукової та інформаційної картини світу підготовка сучасного, здатного до навчання протягом всього життя фахівця, як наголошено у національній доктрині розвитку освіти в Україні, неможлива. Не є панацеєю від усіх негараздів і проблем вищої інженерної освіти в Україні пріоритетні інформатизація та комп’ютерізація. За словами відомого фахівця механіки твердого деформівного тіла В. І. Феодосьєва [7], електронні обчислювальні машини та інформаційні технології, звільняючи та спрощуючи життя інженера у плані чисельних розрахунків, не звільняють його від необхідності знання механіки [1; 2], математики та, особливо, від творчого мислення [3; 4]. Сьогодні важливим показником якісної освіти стає мобільність знань, якої може набути лише якісно освічена людина, з надійною фундаментальною базою, здатна адаптуватися та гнучко реагувати на швидкозмінні процеси, машини та технології. Тенденція «миттєвого прагматизму» [5; 6; 8],орієнтація на вузьких професіоналів, характерна для минулого сторіччя, поступово зникає з виробничої сфери. Виробництву ХХІ століття, у тому числі і агропромисловому, потрібен спеціаліст, здатний гнучко перебудовувати напрям та зміст своєї діяльності у зв’язку зі зміною життєвих орієнтирів та вимог ринку. Досягнення професійної мобільності є однією з найважливіших задач Болонського процесу [8], розв’язання якої можливе лише за умови фундаменталізації вищої освіти. Вузькопрофесійна підготовка, отримання знань на все життя, поступово замінюються освітою впродовж усього життя. Таки реалії, реальні вимоги часу та ринкової економіки.Деякі заходи по підвищенню якості вищої аграрної освіти. Сучасна парадигма системи вищої освіти за ЮНЕСКО полягає коротко у тому, що треба вчитися, вчитися і ще раз вчитися «щоб бути, щоб існувати». У протилежному випадку людство загине, як написано на піраміді Хеопса «від невміння користуватися природою, від незнання дійсної картини світу». Як відгук на виклик та вимоги часу, у Дніпропетровському державному аграрному університеті прийнята стратегія перспективного розвитку університету на 2011-2015 р.р., в основі якої лежить концепція 4-Я, а саме: якість освіти → якість виробництва → якість продуктів харчування → якість життя. Весь цей ланцюг має прямий і зворотній зв’язок та відповідає національній доктрині розвитку освіти України у ХХІ столітті, згідно з якою розвиток освіти є стратегічним ресурсом подолання кризових процесів, покращення людського життя, ствердження національних інтересів, зміцнення авторитету і конкурентоспроможності української держави на міжнародній арені. Основна мета прийнятої концепції спрямована на підготовку якісних фахівців для АПК, для виробництва якісної сільськогосподарської продукції, її переробки та виготовлення якісних і безпечних продуктів харчування. Наприкінці 2010 року у стінах ДДАУ відбулося відкриття центру природного землеробства, головною метою якого є створення інноваційної системи виробництва, переробки , культури споживання сільськогосподарської продукції та створення інноваційної природної системи співіснування людини і довкілля. Не є секретом, що сучасний процес вирощування сільськогосподарської продукції з об’єктивних та суб’єктивних причин давно відійшов від природного, про що свідчать зміни смаку, запаху та якості продукції, що вирощується на землі, іноді багатою на нітрати та шкідливі хімічні елементи, яка, як відомо не є корисною для споживання людини. Глобальним завданням АПК України є перехід на товарне виробництво якісної продукції, яке треба починати з підготовки фахівців. ДДАУ здатний забезпечити повний цикл цієї важливої роботи, бо має необхідну структурну, наукову та кадрову бази. Природне землеробство покращуватиме родючість землі, позбавить від ерозії, позитивно впливатиме на її урожайність. Звичайно, тут теж є свої проблеми і труднощі, які потребують вирішення. Покращивши якість освіти, втіливши наведені концепції в реальність, матимемо якісне виробництво, якісні продукти, якісну державу, якісну Україну та, головне, здорових її мешканців. Якісна Україна – це справа усіх її мешканців, і починається ця справа саме з якісної освіти. Для забезпечення якісної інженерної освіти, вважаємо, необхідно: підвищити рівень шкільної підготовки, особливо з природничих дисциплін; не знижувати фундаментальності вищої освіти; приділяти більше уваги самостійній роботі студентів; втілювати у навчальний процес дієвий контроль; використовувати ринкові важелі управління навчальним процесом; приділяти більше уваги заохоченню (мотивації) студентів до навчання та стимулюванню викладачів до ефективної, результативної роботи; створити необхідну, сучасну матеріально-технічну базу та фінансувати систему освіти на належному рівні. Переймаючись питанням покращення якості освіти та підготовки інженерних кадрів для агропромислового виробництва, на кафедрі теоретичної механіки та опору матеріалів Дніпропетровського державного аграрного університету за потребою часу у складі авторського колективу С. В. Кагадія, А. Г. Дем’яненка та В. О. Гурідової підготовлено та надруковано навчальний посібник «Основи механіки матеріалів і конструкцій» для інженерно-технологічних спеціальностей АПК, який рекомендовано Міністерством аграрної політики України як навчальний посібник під час підготовки фахівців ОКР «бакалавр» напряму 6.100102 «Процеси, машини та обладнання агропромислового виробництва» у вищих навчальних закладах II–IV рівнів акредитації (лист № 18-28-13/1077 від 18.08.2010 р.). З урахуванням переходу навчального процесу в Україні на кредитно-модульну систему (КМС), суттєвим зменшенням аудиторних годин на вивчення цієї важливої для інженера-механіка дисципліни після приєднання України до Болонського процесу у навчальному посібнику приділено більше уваги фаховим питанням, а саме розрахункам елементів конструкцій та деталей машин на міцність, жорсткість та стійкість, які використовуються у машинах та знаряддях агропромислового виробництва [5; 6]. Теоретичний матеріал кожного розділу проілюстровано прикладами із галузі сільськогосподарського виробництва. У зв’язку із скороченням кількості аудиторних годин на вивчення предмету та винесенням великої кількості матеріалу на самостійне вивчення студентами, для кращого розуміння та засвоєння в посібнику наведено багато фахових прикладів з відповідними розрахунками та поясненнями. Маючи на увазі, що більша частина землеробської техніки працює на ріллі та знаходиться у стані вібрації під дією динамічних, знакозмінних навантажень та напружень, велика увага у посібнику приділена розрахункам елементів та деталей під дією динамічних навантажень та питанням їх втомної міцності. По кожному розділу наведені запитання для самоконтролю отриманих знань, навичок та тестові завдання. У навчальному посібнику узагальнено багаторічний досвід викладання теоретичної механіки, механіки матеріалів і конструкцій, будівельної механіки, накопичений кафедрою теоретичної механіки та опору матеріалів Дніпропетровського державного аграрного університету. Сподіваємося що навчальний посібник буде корисним для студентів, а його автори зробили свій посильний внесок у справу підвищення рівня та якості підготовки майбутніх фахівців землеробської механіки та в цілому агропромислового комплексу України.В умовах ХХІ інформаційного та нанотехнологічного сторіччя , сторіччя інформаційного буму, перенасиченості новою інформацією не вдається традиційними репродуктивними методами навчання охопити, довести всю інформацію до майбутніх фахівців. У зв’язку з цим при переході на КМС організації навчального процесу у вищій школі, у тому числі і аграрній, біля 50% передбачених програмою навчання питань з технічних дисциплін винесено на самостійне опрацювання студентами. При цьому значно скорочена кількість аудиторних годин, відведених на вивчення технічних дисциплін професійного спрямування, природничо-наукових дисциплін, які закладають основи, формують базу професійних знань майбутніх фахівців народного господарства. А тому, у тій ситуації, яку зараз маємо у вищій інженерно-технологічній освіті в Україні, у тому числі і аграрній, сьогодні варто використовувати інформацційно-комунікаційні технології (ІКТ) при організації навчального процесу. Виникають питання іншого плану – коли, як, скільки, щоб ефективно та оптимально, хто сьогодні використовуватиме, чи є готові педагогічні кадри, які не завжди встигають за розвитком ІКТ і таке інше. Відомо, що інформатизація та комп’ютеризація призначені слугувати підвищенню ефективності, результативності навчання, створенню нових машин та сучасних технологій, а в цілому спрямовані на підвищення якості навчання, якості підготовки майбутніх фахівців агропромислового виробництва та народного господарства в цілому. Особливо це питання актуальне для галузі сільськогосподарського машинобудування, наприклад, тракторного виробництва південного машинобудівного заводу імені О. М. Макарова, де сьогодні на порядку денному стоїть питання створення нових зразків тракторної техніки, які відповідатимуть європейським вимогам по технічному рівню, безпеці та екології навколишнього середовища. Цю проблему здатні розв’язувати нова генерація фахівців землеробської механіки, які володіють знаннями та навичками комп’ю­терного проектування з використанням інформаційних та комп’ютерних технологій. Починаючи з 2011 року викладачами кафедри, які мають вищу освіту класичного університету за спеціальністю «Механіка» та володіють комп’ютерними та інформаційними технологіями, на факультеті механізації сільського господарства за напрямом підготовки «Процеси, машини та обладнання агропромислового виробництва» викладають варіативну дисципліну «Основи комп’ютерних розрахунків в інженерній механіці». Метою викладання дисципліни є формування у майбутніх фахівців знань та навичок у галузі виконання комп’ютерних розрахунків в задачах інженерної механіки елементів конструкцій та деталей машин сільськогосподарського призначення. За час вивчення дисципліни студенти повинні оволодіти основними методами комп’ютерних розрахунків елементів конструкцій та деталей машин на міцність, жорсткість та стійкість. Звичайно, тут необхідно привернути увагу до складу, контингенту студентів аграрних навчальних закладів, які у своїй більшості із сільської місцевості, де, чого гріха таїти, і шкільна підготовка не завжди на вищому рівні, особливо з природничих наук, фізики, математики та і інформатики. Зрозуміло, що і технічні дисципліни на лаві студентів їм опановувати значно складніше. Застосовуючи ІКТ, потрібно не забувати , що тільки одними засобами ІКТ проблему якісної підготовки майбутніх фахівців, інженерів, у тому числі і агропромислового виробництва не розв’язати. Базисом є фундаментальна підготовка з математики, фізики, матеріалознавства,теоретичної механіки, механіки матеріалів і конструкцій та інших інженерних наук, а усе інше є надбудовою над фундаментом інженера. А тому, реформуючи систему вищої інженерної освіти, приєднавшись до створення Європейського простору вищої освіти, не треба втрачати кращих здобутків національної системи вищої інженерної освіти, і в першу чергу – її фундаментальності. Розробляючи заходи по реформуванню, реформуючи освіту, необхідно ґрунтовно розуміти, наскільки це конче необхідно і що в результаті матимемо. Бо дуже часто сподіваємося на краще, а в результаті маємо ще гірше, ніж маємо. Такі реформи краще не здійснювати, залишити галузь у спокої.