Studien av forskare i Permytechnic kommer att bidra till att öka hållbarheten hos broar. De studerade hur materialen från vilka skikten av deras referensdelar producerar sig under den externa miljön. Detta kommer att undvika kollaps av broar och minska finansiella och tillfälliga kostnader för reparationen.
Forskare har uppfyllt arbete med det finansiella stödet från den ryska grundläggande forskningsstiftelsen. Resultaten av arbetet publicerades i IOP-konferensserie: Materialvetenskap och teknik, Framsteg i Intelligent Systems and Computing Book Series: Digital Vetenskap och integrerad vetenskap i digital ålder.
"Antalet bilar och järnvägstransporter varje år ökar, och kraven på ansvariga delar av broar ökar också. Referensdelarna upplever konstanta belastningar från bryggan, är under verkan av termisk expansion och kompression, krympning och seismiska störningar.
För att förlänga broarnas livslängd används moderna antifriktionsmaterial och kompositer som ett lager för sina referensdelar. Men data om deras mekaniska egenskaper och modeller av "beteende" är inte tillräckligt, säger kandidat av tekniska vetenskaper, docent i avdelningen "Computing matematik, mekanik och biomekanik" Permiteha Anna Kamensky.
Forskare undersökte "beteendet" i de stödda delarna av broarna på mer än 30 lovande polymer och kompositmaterial. I synnerhet studerade de ultrahigh molekylviktspolyeten, modifierad floroplast och kompositer baserade på dem. Med hjälp av den parametrerade numeriska modellen av den sfäriska stöddelen av bron upptäckte forskarna hur skiktformen och materialets egenskaper påverkar deformationen och förstörelsen av strukturer.
De jämförde de stödda delarna med skikt med en tjocklek av 4 till 8 millimeter. Forskare har funnit att en ökning av skikttjockleken upp till 6-8 millimeter minskar deformationen av konstruktionselementen och de mest effektiva materialen för deras skapelse har blivit en modig fluoroplastisk och högmolekylär polyeten.
Forskarna studerade de stödda delarna av broarna på grundval av produktionen av Perm-företaget Alfatekh, som blev intresserad av projektet. Resultaten av forskarnas arbete av den permcian-polytechniska används redan i utformningen av nya element av brostrukturer. Resultaten av numeriska och internt experiment och ingenjörsberäkningar bidrog till att förbättra broarnas strukturer.
"Modeller av beteende av material enligt den externa miljöns verkan är lovande att använda inte bara i konstruktion utan även i maskin-, luft- och bilindustrin. Dessutom kan de användas i biomekanik och medicin - till exempel när man modellerar "beteendet" av knäledarna eller endoprostesen av höften, förklarar Anna Kamensky.
Källa: Naken vetenskap