Undersøgelsen af forskere af Perm PolyTechnic vil bidrage til at øge broernes holdbarhed. De studerede, hvordan de materialer, hvorfra lagene af deres referencedele producerer sig under virkningen af det eksterne miljø. Dette vil undgå sammenbrud af broer og reducere finansielle og midlertidige omkostninger for deres reparation.
Forskere har opfyldt arbejde med den økonomiske støtte fra det russiske grundlæggende forskningsfond. Resultaterne af arbejdet blev offentliggjort i IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Advances in Intelligent Systems and Computing Book Series: Digital Science and Integrated Science i Digital Age.
"Antallet af biler og jernbanetransport hvert år stiger, og kravene til ansvarlige elementer i broer stiger også. Referencedele oplever konstante belastninger fra bro-spanet, er under virkningen af termisk ekspansion og kompression, krympning og seismiske forstyrrelser.
For at forlænge broernes levetid anvendes moderne antifriktionsmaterialer og kompositter som et lag til deres referencedele. Men dataene om deres mekaniske egenskaber og modeller af "adfærd" er ikke nok, "siger kandidat til teknisk videnskab, lektor i afdelingen" Computing Mathematics, Mechanics and Biomechanics "Perm Politeha Anna Kamensky.
Forskere undersøgte "adfærd" i de bærende dele af broerne af mere end 30 lovende polymer og kompositmaterialer. Især studerede de ultrahigh molekylvægt polyethylen, modificeret floroplast og kompositter baseret på dem. Ved hjælp af den parametriserede numeriske model af den sfæriske understøtningsdel af broen fandt forskerne ud, hvordan lag form og materialernes egenskaber påvirker deformation og destruktion af strukturer.
De sammenlignede de støttende dele med lag med en tykkelse på 4 til 8 millimeter. Forskere har fundet ud af, at en stigning i lagtykkelsen op til 6-8 millimeter reducerer deformationen af de strukturelle elementer, og de mest effektive materialer til deres skabelse er blevet en modiceret fluoroplastisk og højmolekylært polyethylen.
Forskerne studerede de støttende dele af broerne på grundlag af produktionen af Perm Company Alfatekh, som blev interesseret i projektet. Resultaterne af arbejdet hos forskere af Permcian Polytechnic anvendes allerede til design af nye elementer af brobrupper. Resultaterne af numeriske og internt eksperimenter og ingeniørberegninger hjalp med at forbedre broernes strukturer.
"Modeller af opførsel af materialer under virkningen af det ydre miljø er lovende til brug ikke kun i byggeri, men også i maskinen, luft- og bilindustrien. Derudover kan de bruges i biomekanik og medicin - for eksempel, når man modellerer "adfærd" af knæledet eller endoprosthese af hofte, "forklarer Anna Kamensky.
Kilde: Naked Science