Энергосиловая модель разрушения железобетонных изделий рабочими органами машин

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. В статье рассматривается подход для описания рабочего процесса оборудования статического действия для разрушения железобетонных изделий. Несмотря на широкое распространение машин такого типа в строительной отрасли, их конструктивные и технологические параметры до сих пор остаются теоретически не обоснованными. Отмечается, что по отдельности, ни один из существующих подходов к оценке структурно-прочностных свойств бетона не достаточен для описания рабочего процесса разрушения его рабочими органами машин.

Цель работы. В работе решается задача обоснования расчётной модели для наиболее полного описания рабочего процесса оборудования статического действия для разрушения железобетонных изделий.

Методы. Предлагается гипотеза для описания рабочего процесса разрушения бетона на основе механики хрупкого разрушения и феноменологических теорий прочности. Верификация предлагаемой гипотезы проводилась путём сравнения расчётной модели, выполненной методом конечных элементов, с результатами эксперимента по разрушению бетонных образцов различной прочности, штампами.

Результаты. В ходе исследования была установлена высокая степень соответствия между теоретической моделью и экспериментальными данными, относительная ошибка в определении разрушающего усилия не превысила 10%. Предлагаемая гипотеза позволяет найти решение для задач разрушения бетона рабочими органами машин.

Заключение. Предложена и экспериментально подтверждена энергосиловая расчётная модель, которая позволяет наиболее полно описать рабочий процесс оборудования статического действия для разрушения железобетонных изделий. Результаты, полученные в ходе проведённой работы, могут быть использованы для аналитического решения задач, связанных как с проектированием оборудования статического действия, так и оборудования динамического действия.

Об авторах

Денис Владимирович Фурманов

Ярославский государственный технический университет

Email: denis_furmanov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6932-6477
SPIN-код: 6237-2284

канд. техн. наук, доцент кафедры «Строительные и дорожные машины»

Россия, Ярославль

Тимофей Андреевич Краснобаев

Ярославский государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: tima_k.12@mail.ru
ORCID iD: 0009-0008-0934-6178
SPIN-код: 3999-8239

аспирант кафедры «Строительные и дорожные машины»; ассистент кафедры строительные и дорожные машины

Россия, Ярославль

Список литературы

  1. Galdin NS, Semenova IA. Determination of the main parameters of the hydraulic shear excavator. Construction and road building machinery. 2021;(6):19–22. (In Russ.) EDN: GHEXWW
  2. Galdin NS, Arkhipenko DS. Hydraulic scissors as a subject of modeling. The Bulletin of Voronezh State Technical University. 2010;6(9):96. (In Russ.) EDN: MUKLQP
  3. Galdin NS, Semenova IA. Functional dependences of determination of the main parameters of hydraulic excavator shears. Construction and road building machinery. 2023;(4):16–20. (In Russ.) EDN: PFBJVI
  4. Korsun VI, Karpenko SN, Makarenko SYu, Nedorezov AV. Modern strength criteria for concrete under triaxial stress states. Stroitelʹstvo i rekonstrukciâ. 2021;(5):16–30. doi: 10.33979/2073-7416-2021-97-5-16-30 (In Russ.) EDN: HYNCLS
  5. Oreshko EI, Erasov VS, Grinevich DV, Shershak PV. Review of criteria of durability of materials. Trudy VIAM. 2019;9(81):108–126. doi: 10.18577/2307-6046-2019-0-9-108-126 (In Russ.) EDN: WPTYCD
  6. Griffith AA. The theory of rupture. In: Proceedings of the first International Congress for Applied Mechanics. Delft; 1924:55–63.
  7. Orowan E. Fracture and strength of solids. Reports on Progress in Physics. 1949;12(1):185–232.
  8. GOST 29167-2021 Concretes. Methods for determining crack resistance (fracture toughness) characteristics under static loading. Moscow. Russian Standardization Institute, 2021.
  9. Zhang G, Li Z, Nie K, Liu M. Experimental study on fracture toughness of concrete with different moisture contents. Journal of Hydroelectric Engineering. 2016;35(2):109–116 doi: 10.11660/slfdxb.20160213
  10. Hu S, Xu A. Experimental validation and fracture properties analysis on wedge splitting concrete specimens with different initial seam-height ratios. In: Procedia Structural Integrity. 21st European Conference on Fracture; 2016 20–24 June, Catania, Italy. Elsevier; 2016;2:2818–2832. doi: 10.1016/j.prostr.2016.06.353
  11. Abdallah MA, Elakhras AA, Reda R, et al. Applicability of CMOD to Obtain the Actual Fracture Toughness of Rightly-Cracked Fibrous Concrete Beams. Buildings. 2023;13(8):2010. doi: 10.3390/buildings13082010 EDN: MVEVNY
  12. Alyamaç K, Ince R. A prediction formula for fracture toughness of concrete. In: 7th International Fracture Conferences; 2005 Oct. 19–21; Kocaeli, Turkey.
  13. ACI-318-19, Building Code Requirements for Structural Concrete. American Concrete Institute, 2019.
  14. Dmitriev A, Novozhilov Yu, Mikhalyuk D, Lalin V. Calibration and Validation of the Menetrey-Willam Constitutive Model for Concrete. Construction of Unique Buildings and Structures. 2020;88:8804. doi: 10.18720/CUBS.88.4 EDN: WLXNVT

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Декомпозиция рабочего процесса разрушения бетона с точки зрения предлагаемой гипотезы.

Скачать (104KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Расчёт напряжённо-деформированного состояния бетонных образцов при вдавливании штампов в ANSYS Workbench: а — штамп сферический; b — штамп клиновой. (Stress Intensity — Интенсивность напряжений в МПа)

Скачать (189KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Эксперимент по разрушению бетонных образцов штампами: а — штамп сферический; b — штамп клиновой.

Скачать (236KB)
Метаданные
5. Рис. 4. График изменения напряжений во времени при вдавливании сферического штампа: а — штамп сферический, b — штамп клиновой.

Скачать (185KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Сводный график зависимостей разрушающего усилия от предела прочности бетонного образца для экспериментальных и расчётных результатов.

Скачать (212KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2025

Ссылка на описание лицензии: https://eco-vector.com/for_authors.php#07
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».