Studien av forskere i Perm PolyTechnic vil bidra til å øke holdbarheten til broer. De studerte hvordan materialene som lagene av deres referanse deler produserer seg under virkningen av det ytre miljø. Dette vil unngå sammenbruddet av broer og redusere økonomiske og midlertidige kostnader for reparasjonen.
Forskere har oppfylt arbeid med den økonomiske støtten til det russiske grunnleggende forskningsfondet. Resultatene av arbeidet ble publisert i IOP-konferanseserie: Materialvitenskap og ingeniørfag, Fremskritt i intelligente systemer og Computing Book-serien: digital vitenskap og integrert vitenskap i digital tidsalder.
"Antall biler og jernbanetransport hvert år øker, og kravene til ansvarlige elementer i broer øker også. Referansedelene opplever konstante belastninger fra broen, er under virkningen av termisk ekspansjon og kompresjon, krymping og seismisk forstyrrelser.
For å forlenge levetiden til broene, brukes moderne antifriksjonsmaterialer og kompositter som et lag for deres referansedeler. Men dataene på deres mekaniske egenskaper og modeller av "oppførsel" er ikke nok, sier kandidat av tekniske fag, lektor i avdelingen "Computing Mathematics, mekanikk og biomekanikk" Perm Politeha Anna Kamensky.
Forskere undersøkte "oppførselen" i de bærende delene av broene på mer enn 30 lovende polymer og komposittmaterialer. Spesielt studerte de ultrahigh molekylvekt polyetylen, modifiserte floroplast og kompositter basert på dem. Ved hjelp av den parameteriserte numeriske modellen til den sfæriske støttedelen av broen, fant forskerne ut hvordan lagformannsskjemaet og egenskapene til materialer påvirker deformasjonen og ødeleggelsen av strukturer.
De sammenlignet de støttende delene med lag med en tykkelse på 4 til 8 millimeter. Forskere har funnet ut at en økning i lagtykkelsen på opptil 6-8 millimeter reduserer deformasjonen av de strukturelle elementene, og de mest effektive materialene for deres skapelse har blitt en modifisert fluoroplastisk og polyetylen med høy molekylvekt.
Forskerne studerte de bærende delene av broene på grunnlag av produksjonen av Perm Company Alfatekh, som ble interessert i prosjektet. Resultatene av arbeidet med forskere til den permcian polytechnic er allerede brukt i utformingen av nye elementer av brostrukturer. Resultatene av numeriske og internt eksperimenter og ingeniørberegninger bidro til å forbedre bryterens strukturer.
"Modeller av oppførsel av materialer under virkningen av det ytre miljøet er lovende for bruk ikke bare i konstruksjon, men også i maskinen, luft- og bilindustrien. I tillegg kan de brukes i biomekanikk og medisin - for eksempel ved modellering av "oppførselen" av kneleddene eller endoprosthesen av hoften, "forklarer Anna Kamensky.
Kilde: Naked Science