Das Studium der Wissenschaftler des Perm Polytechnic wird dazu beitragen, die Haltbarkeit von Brücken zu erhöhen. Sie untersuchten, wie die Materialien, aus denen sich die Schichten ihrer Referenzteile unter der Wirkung der äußeren Umgebung produzieren. Dadurch wird der Zusammenbruch von Brücken vermieden und die finanziellen und temporären Kosten für ihre Reparatur reduziert.
Wissenschaftler haben die Arbeit mit der finanziellen Unterstützung der russischen Fundamental Research Foundation erfüllt. Die Ergebnisse der Arbeiten wurden in der IOP-Konferenzserie veröffentlicht: Materialwissenschaft und Engineering, Fortschritte in Intelligent Systems und Computing Book Series: Digitale Wissenschaft und integrierte Wissenschaft im digitalen Zeitalter.
"Die Anzahl der Autos und der Schienenverkehr steigt jedes Jahr an, und die Anforderungen an verantwortungsbewusste Elemente von Brücken steigen ebenfalls auf. Die Referenzteile erleben konstante Belastungen aus der Brückenspanne, sind unter der Wirkung von thermischer Ausdehnung und Kompression, Schrumpfung und seismischen Störungen.
Um die Lebensdauer der Brücken zu verlängern, werden moderne Antifriktionsmaterialien und Verbundstoffe als Schicht für ihre Referenzteile verwendet. Die Daten zu ihren mechanischen Eigenschaften und Modellen von "Verhalten" reichen jedoch nicht aus, sagt der Kandidat der Technischen Wissenschaften, den assoziierten Professor der Abteilung "Computing Mathematics, Mechanics and Biomechanics" Perm Politeiha Anna Kamenky.
Wissenschaftler untersuchten das "Verhalten" in den stützenden Teilen der Brücken von mehr als 30 vielversprechenden Polymer- und Verbundwerkstoffen. Insbesondere studierten sie ultrahochmolekularer Polyethylen, modifizierter Floroplasten und Verbundstoffe, basierend auf ihnen. Mit dem parametrierten numerischen Modell des kugelförmigen Trägerteils der Brücke fanden die Forscher heraus, wie die Schichtform und die Eigenschaften von Materialien die Verformung und Zerstörung von Strukturen beeinflussen.
Sie verglichen die Stützteile mit Schichten mit einer Dicke von 4 bis 8 Millimetern. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass ein Anstieg der Schichtdicke bis zu 6-8 Millimeter die Verformung der Strukturelemente verringert, und die wirksamsten Materialien für ihre Schöpfung sind zu einem modierten Fluorpulsstoff und Polyethylen mit hohem Molekulargewicht geworden.
Die Forscher studierten die unterstützenden Teile der Brücken auf der Grundlage der Produktion der Perm Company Alfatekh, die sich für das Projekt interessierten. Die Ergebnisse der Arbeit von Wissenschaftlern der permcianischen Polytechnic werden bereits bei der Gestaltung neuer Elemente von Brückenstrukturen eingesetzt. Die Ergebnisse von numerischen und intern Experimenten und Engineering-Berechnungen tragen dazu bei, die Strukturen von Brücken zu verbessern.
"Modelle des Verhaltens von Materialien unter der Wirkung der äußeren Umgebung versprechen nicht nur im Bau, sondern auch in der Maschine, der Luft- und Automobilindustrie. Darüber hinaus können sie in Biomechanik und Medizin verwendet werden - zum Beispiel, wenn das "Verhalten" der Kniegelengelenke oder der Endoprothese der Hüfte modelliert wird ", erklärt Anna Kamenky.
Quelle: Naked Science