De studie van wetenschappers van de Perm Polytechnic zal helpen bij het verhogen van de duurzaamheid van bruggen. Ze bestudeerden hoe de materialen waaruit de lagen van hun referentieonderdelen zich onder de actie van de externe omgeving produceren. Dit zal de ineenstorting van bruggen vermijden en financiële en tijdelijke kosten voor hun reparatie verminderen.
Wetenschappers hebben voldaan aan het werk met de financiële steun van de Russische Fundamentele Research Foundation. De resultaten van het werk werden gepubliceerd in IOP Conference-serie: Materialen Wetenschap en engineering, voorschotten in Intelligent Systems en Computing Book Series: Digital Science and Integrated Science in Digital Age.
"Het aantal auto's en het spoorvervoer neemt elk jaar toe, en de vereisten voor verantwoorde elementen van bruggen nemen ook toe. De referentiedelen ervaren constante ladingen van de brugspanning, vallen onder de werking van thermische expansie en compressie, krimp en seismische perturbaties.
Om de levensduur van de bruggen uit te breiden, worden moderne antivlicatiematerialen en composieten gebruikt als een laag voor hun referentiedelen. Maar de gegevens over hun mechanische eigenschappen en modellen van "gedrag" zijn niet genoeg ", zegt kandidaat van technische wetenschappen, universitair hoofddocent van de afdeling" Computing Mathematics, Mechanics and Biomechanics "Perm Politeha Anna Kamensky.
Wetenschappers onderzochten het "gedrag" in de ondersteunende delen van de bruggen van meer dan 30 veelbelovende polymeer en composietmaterialen. In het bijzonder bestudeerden ze ultrahoogmolecuulgewicht polyethyleen, gewijzigde floroplast en composieten op basis van hen. Met behulp van het geparametreerde numerieke model van het bolvormige steungedeelte van de brug ontdekten de onderzoekers hoe de laagvorm en de eigenschappen van materialen de vervorming en vernietiging van structuren beïnvloeden.
Ze vergeleken de ondersteunende delen met lagen met een dikte van 4 tot 8 millimeter. Wetenschappers hebben ontdekt dat een toename van de laagdikte tot 6-8 millimeter de vervorming van de structurele elementen vermindert, en de meest effectieve materialen voor hun creatie zijn een gemodificeerd fluoroplastisch en polyethyleen met een hoog molecuulgewicht geworden.
De onderzoekers bestudeerden de ondersteunende delen van de bruggen op basis van de productie van de Perm Company Alfatekh, die geïnteresseerd werd in het project. De resultaten van het werk van wetenschappers van de Permcience Polytechnic worden al gebruikt in het ontwerp van nieuwe elementen van brugstructuren. De resultaten van numerieke en intern experimenten en technische berekeningen hielpen de structuren van bruggen te verbeteren.
"Modellen van gedrag van materialen onder de actie van de externe omgeving zijn veelbelovend voor gebruik niet alleen in de bouw, maar ook in de machine-, lucht- en automobielindustrie. Bovendien kunnen ze worden gebruikt in biomechanica en medicijnen - bijvoorbeeld bij het modelleren van het "gedrag" van de kniegewrichten of endoprothese van de heup ", legt Anna Kamensky uit.
Bron: Naked Science