Автореферати та дисертаційні роботи
Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/2995
Browse
11 results
Search Results
Item Міцність та деформативність згинаних залізобетонних елементів з пошкодженням бетону за дії навантаження(Національний університет «Львівська політехніка», 2021) Лободанов, Максим Миколайович; Бліхарський, Зіновій Ярославович; Національний університет «Львівська політехніка»; Клименко, Євгеній Володимирович; Кочкарьов, Д. В.Item Методи оцінювання конструкційної міцності і зниження вібрацій механічних систем на основі обернених задач(Хмельницький національний університет, 2017) Горошко, Андрій ВолодимировичДисертація присвячена вирішенню наукової проблеми оцінювання міцності і зниження вібрацій складних механічних систем на основі ідентифікації їх динамічних та конструктивних параметрів методами обернених задач інтерпретації даних вимірювань і синтезу. Розроблено методи ідентифікації дисбалансів і пружно-інерційних параметрів гнучких роторів, що ґрунтуються на виміряних значеннях динамічних прогинів і коефіцієнтів впливу, а також методи підвищення точності розв’язків обернених задач, базуючись на зниженні числа обумовленості і застосуванні статистичних методів підвищення стійкості, зокрема фільтрації оцінок за методом найменших квадратів. Для підвищення точності ідентифікації запропоновано метод експериментального дослідження динамічних та міцнісних параметрів механічних систем, що полягає у апроксимації емпіричної полімодальної густини розподілу ймовірностей сумішшю унімодальних законів. Застосування методів ідентифікації дозволило наступним балансуванням на робочих частотах суттєво знизити вібрації компресора газотурбінного двигуна і турбонасосного агрегата. Для розв’язання недовизначених обернених задач запропоновано метод пробних параметрів (режимів), за допомогою якого ідентифіковано АЧХ компресора і фізико-механічні характеристики компаунду при температурах від –60°С до –20°С. Запропоновано метод ідентифікації нелінійних силових характеристик коливальних систем із зосередженими масами та розподіленими параметрами. Розроблено метод розрахунку допустимих значень конструкційних параметрів механічних систем та (або) технологічних процесів їх виготовлення за умови забезпечення заданих вимог на їх міцнісні і вібраційні характеристики та метод побудови статистично-детермінованих моделей, що дає змогу суттєво зменшити кількість необхідних експериментів. Їх застосування дозволило забезпечити міцність і працездатність герметизованих конструкцій електронних систем у широких межах температури. Диссертация посвящена решению научной проблемы оценки прочности и снижения вибраций сложных механических систем на основе идентификации их динамических и конструктивных параметров методами обратных задач (ОЗ) интерпретации даннях измерений и синтеза. Разработаны методы идентификации дисбалансов и упруго-инерционных параметров гибких роторов, основываясь на измеренных значениях динамических прогибов и коэффициентов влияния, а также методы повышения точности решений обратных задач, основываясь на снижении числа обусловленности и применении статистических методов повышения устойчивости, в частности фильтрации оценок по методу наименьших квадратов. Для повышения точности идентификации предложен метод экспериментального исследования динамических и прочностных параметров механических систем, который заключается в аппроксимации эмпирической полимодальной плотности распределения вероятностей смесью унимодальных законов. Применение методов идентификации позволило последующей балансировкой на рабочих частотах существенно снизить вибрации компрессора газотурбинного двигателя и турбонасосного агрегата. Для решения недоопределенных ОЗ предложен метод пробных параметров (режимов), с помощью которого идентифицирована АЧХ компрессора и фізико-механические характеристики компаунда при температурах от –60 °С до –20 °С. Предложен метод идентификации нелинейных силовых характеристик колебательных систем с сосредоточенными массами и распределенными параметрами. Разработан метод расчета допустимых значений конструкционных параметров механических систем и (или) технологических процессов их изготовления при условии обеспечения заданных требований на их прочностные и вибрационные характеристики и метод построения статистически детерминированных моделей, позволяющий существенно снизить количество необходимых экспериментов. Их применение позволило обеспечить прочность герметизированных конструкций электронных систем в широких пределах температуры. The thesis is devoted to the solution of the theoretical and practical problem of assessing strength and reducing vibrations in complex mechanical systems through identification of their dynamic and constructive parameters using the methods of inverse problems of measurement data interpretation and synthesis. The study suggests methods developed for identification of imbalances and elastic-inertial parameters of flexible rotors, which are based on measured values of dynamic deflections and influence coefficients. The research provides their stability assessment and reveals the connection between measured parameters and their identification accuracy, substantiating the selection of the least stable and most stable regions of rotational frequencies. To improve the accuracy of the solutions, methods for increasing the inverse problem solution stability are developed, based on the conditionality number reduction and the application of statistical methods, in particular using the principal component analysis for filtering the estimates by the least squares method. In order to increase the identification accuracy, a method for experimental assessment of dynamic and strength parameters of mechanical systems is suggested, which implies the approximation of the empirical polymodal probability distribution density by a mixture of unimodal laws. The application of these methods allows to identify the imbalances and actual elastic-inertial characteristics of the gas turbine compressor rotor reduced to the model, and enables the reduction of its vibrations by 2.5 times by means of the subsequent balancing at operating frequencies. The rigidities and masses are reduced to the dynamical model of the turbine pump, which makes it possible to balance the flexible rotor on the operating rotation frequency in three correction planes, reducing the vibration by 6 times, amplitudes of the vibration of the supports – by 4 times, static stresses in the material of the shaft – by 3, 5 times, and dynamic stresses – by 3 times. To solve inadequate inverse problems, a method of test parameters (modes) is proposed, which allows to identify the compressor's amplitude-frequency characteristics, as well as physical and mechanical characteristics of the compound in the temperature range from –60° C to –20° C. A method for identifying the nonlinear power characteristics of oscillatory systems with lumped masses and distributed parameters by reducing the problem to a linear discrete inverse problem is suggested. The study introduces a method for calculating permissible values of the structural parameters of mechanical systems and (or) technological processes of their production with specified requirements for their strength and vibration characteristics and a method of constructing statistically determined models. The development of these methods contributes to a significant reduction of the experiments needed. Their application makes it possible to synthesize the permissible values of physical, mechanical and geometric characteristics of the structure and to increase the strength of pressurized structures of electronic systems in wide temperature ranges.Item Міцність і деформативність комбінованих сталезалізобетонних попередньо напружених конструкцій(Національний університет "Львівська політехніка", 2017) Іваник, Юрій ІвановичДисертаційна робота присвячена вдосконаленню методики розрахунку, розробці програми та вивченню роботи комбінованих сталезалізобетонних попередньо напружених шпренгельних систем. Проведені експериментальні дослідження натурних зразків. Зазначено особливості роботи елементів на дію симетричного та несиметричного навантаження. Зафіксовано характер тріщиноутворення дослідних зразків, що показує процес їх руйнування. Збіжність теоретичних та експериментальних значень склала 83-96%. Виконано моделювання дослідних зразків за допомогою програмного комплексу ЛИРА. Дослідження комбінованих сталезалізобетонних попередньо напружених шпренгельних супроводжувалися проектуванням реальних конструкцій та впровадженням їх у будівництво. З використанням розроблених рекомендацій запроектовано конструкції прольотом від 6, 10, 12 і 18 м, які застосовано для будівель громадського призначення, як при новому будівництві, так і при реконструкції. Диссертация посвящена совершенствованию методики расчета, разработке программы и изучению работы комбинированных сталежелезобетонных предварительно напряженных шпренгельных систем. Проведенные экспериментальные исследования натурных образцов. Указано особенности работы элементов на действие симметричного и несимметричного нагрузки. Зафиксировано характер трещинообразования опытных образцов, показано процесс их разрушения. Сходимость теоретических и экспериментальных значений составила 83-96%. Выполнено моделирование опытных образцов с помощью программного комплекса ЛИРА. Исследование комбинированных сталежелезобетонных предварительно напряженных шпренгельных сопровождались проектированием реальных конструкций и внедрением их в строительство. С использованием разработанных рекомендаций запроектировано конструкции пролетом от 6, 10, 12 и 18 м, которые применены для зданий общественного назначения, как при новом строительстве, так и при реконструкции. The thesis is devoted to improving methods of calculation, program development and study of sustainable combined prestressed reinforced trussing systems. Experimental research specimens. These features elements of the action of symmetric and asymmetric loads. There cracking character prototypes that shows the process of fracture. The convergence of theoretical and experimental values was 83-96%. Modeling prototypes using the software system LІRA. The study combined sustainable prestressed reinforced trussing accompanied by real designs the design and implementation of them in construction. Using the developed recommendations designed structures span of 6, 10, 12 and 18 of that applied to public buildings, as new construction and the renovation.Item Міцність і деформативність комбінованих металевих систем, об’єднаних у сумісну роботу зі залізобетонною плитою(Національний університет "Львівська політехніка", 2016) Вибранець, Юрій ЮрійовичДисертаційна робота присвячена вдосконаленню методики розрахунку, розробці програми та вивченню роботи комбінованих металевих шпренгельних систем, об’єднаних у сумісну роботу зі залізобетонною плитою різної форми. Проведені експериментальні дослідження зразків з різними типами монолітної плити – плоскою та ребристою в різних напрямках. Зазначено особливості роботи елементів на дію симетричного та несиметричного навантаження. Зафіксовано характер тріщиноутворення дослідних зразків, який показує процес їх руйнування. Збіжність теоретичних та експериментальних значень склала 85-95%. Виконано моделювання дослідних зразків за допомогою розробленого програмного комплексу. Дослідження комбінованих металевих шпренгельних систем, об’єднаних у сумісну роботу зі залізобетонною плитою, супроводжувалися проектуванням реальних конструкцій та впровадженням їх у будівництво. З використанням розроблених рекомендацій запроектовано конструкції прольотом від 6 до 18 м, які застосовано для будівель громадського призначення як при новому будівництві, так і при реконструкції. Диссертация посвящена совершенствованию методики расчета, разработке программы и изучению работы комбинированных металлических шпренгельных систем, объединенных в совместную работу с железобетонной плитой различной формы. Проведенные экспериментальные исследования образцов с различными типами монолитной плиты – плоской и ребристой в разных направлениях. Указано особенности работы элементов на действие симметричной и несимметричной нагрузки. Зафиксированный характер трещинообразования опытных образцов показывает процесс их разрушения. Сходимость теоретических и экспериментальных значений составила 85-95%. Выполнено моделирование образцов с помощью разработанного программного комплекса. Исследование комбинированных металлических шпренгельных систем, объединенных в совместную работу с железобетонной плитой, сопровождались проектированием реальных конструкций и внедрением их в строительство. С использованием разработанных рекомендаций запроектировано конструкции пролетом от 6 до 18 м, которые применены для зданий общественного назначения как при новом строительстве, так и при реконструкции. Во введении обоснована актуальность, новизна и практическое значение диссертационной работы, указана необходимость теоретических и экспериментальных исследований прочности и деформативности комбинированных металлических шпренгельных систем, объединенных в совместную работу с железобетонной плитой. В первом разделе рассмотрено развитие и применение сталежелезобетонных шпренгельных конструкций, выполнено обзор научных и нормативных источников, существующих методов и способов расчета. Существующие теоретические и экспериментальные наработки в этих направлениях позволили сформулировать основные задачи диссертационных исследований. Во втором разделе усовершенствована методика расчета перекрестно-ребристых и комбинированных шпренгельных систем, основанная на способе введения мнимых шарниров в характерных сечениях конструкции. В третьем разделе разработана программа экспериментальных исследований, проведено испытание опытных образцов и обработаны результаты. Для выполнения задач исследования были испытаны 3 опытных образца. Каждый образец состоял из двух идентичных металлических шпренгельных конструкций, по верху которых была залита монолитная железобетонная плита. В четвертом разделе представлены применения комбинированных металлических шпренгельных систем, объединенных в совместную работу с железобетонной плитой перекрытия при разработке проектов строительства и реконструкции зданий и сооружений. Результаты теоретических и экспериментальных исследований шпренгельных сталежелезобетонных конструкций, позволили применять конструкции данного типа в перекрытиях общественных зданий. В диссертационной работе приведены выводы по результатам теоретических и экспериментальных исследований. В приложениях представлены программа расчета параметров прочности и деформативности элементов комбинированных металлических шпренгельных систем, объединенных в совместную работу с железобетонной плитой, и справки о внедрении. The thesis is devoted to improving of calculation methods, program development and study of combined metal subdiagonal systems, composite with concrete plate of different shapes. Fulfilled experimental study of specimens with different types of monolithic plates – flat and smooth in different directions. Defined specific features of elements work under the action of symmetric and asymmetric loads. It is reported about crack formation character of prototypes that shows the process of destruction. The convergence of theoretical and experimental values was 85-95%. Modeling of prototypes fulfilled using developed software. The study of combined metal systems, composite with concrete plate, accompanied by the design and implementation of real structures. Using the developed recommendation, the structures with span from 6 to 18 m. where designed. These structures are used for public buildings, both new construction and the renovation.Item Міцність та деформативність металевих комбінованих конструкцій з урахуванням раціонального проектування(Національний університет "Львівська політехніка", 2015) Віхоть, Світлана ІванівнаДисертаційна робота присвячена вдосконаленню методики розрахунку регулювання напружено-деформованого стану металевих шпренгельних статично невизначених комбінованих конструкцій. При пошуку раціонального проекту розглядається задача про найменшу масу системи із заданими геометрією осей конструкції і матеріалом стрижнів. Задача розрахунку регулювання напружено-деформованого стану елементів системи зведена до розв’язку конструкції в деформованому стані за допомогою системи рівнянь статики й і-тих зусиль. В дисертації розроблено методику, алгоритм і програмне забезпечення SNKK для регулювання НДС в елементах металевих шпренгельних статично невизначених комбінованих конструкцій з урахуванням раціонального проектування шляхом покрокової зміни їх геометричної схеми, пружних властивостей і зовнішнього навантаження. В ході теоретичних досліджень встановлено основні залежності для підбору фізико-механічних характеристик та геометричних параметрів шпренгельних комбінованих статично невизначених конструкцій для досягнення рівномоментного і рівнонапруженого станів. На основі теоретичних і експериментальних результатів, розроблені конструктивні рішення та рекомендації по застосуванню металевих шпренгельних статично невизначених комбінованих конструкцій перекрить і покрить. З використанням розроблених рекомендацій запроектовано СНКК прольотом від 6 до 18 м, які застосовано для будівель громадського та промислового призначення. Диссертационная работа посвящена совершенствованию методики расчета регулирования напряженно-деформированного состояния металлических шпренгельных статически неопределенных комбинированных конструкций. При поиске рационального проекта в рассматривается задача о наименьшей массу системы с заданными геометрией осей конструкции и материалом стержней. Задача расчета регулирования напряженно-деформированного состояния элементов системы сведена к решению конструкции в деформированном состоянии с помощью системы уравнений статики и i-тых усилий. В диссертации разработана методика, алгоритм и программное обеспечение SNKK для регулирования НДС в элементах металлических шпренгельных статически неопределенных комбинированных конструкций с учетом рационального проектирования путем пошагового изменения их геометрической схемы, упругих свойств и внешней нагрузки. Во введении обоснована актуальность, новизну и практическое значение диссертационной работы, указана необходимость теоретических и экспериментальных исследований прочности и деформативности комбинированных металлических шпренгельных конструкций с учетом рационального проектирования. В первом разделе рассмотрено применение комбинированных металлических шпренгельных конструкций в строительных сооружениях, выполнено аналитический обзор технической литературы, а также существующих методов, расчетных схем и математического аппарата для определения усилий и перемещений в сечениях системы с учетом регулирования напряженно-деформированного состояния. Во втором разделе разработана методика расчета шпренгельных металлических статически неопределенных комбинированных конструкций, основанный на способе введения мнимых шарниров в характерных сечениях балки жесткости и узлах нижней подвески. В третьем разделе разработана методика, алгоритм и программное обеспечение расчета регулирования усилий в шпренгельных металлических статически неопределенных комбинированных конструкциях; регулирования напряженно-деформированного состояния шпренгельных статически неопределимых комбинированных конструкций с учетом пошагового определения рациональных геометрических параметров шпренгельной подвески и жесткостных характеристик поперечных сечений их элементов дает возможность на стадии проектирования найти форму конструкции, распределение внутренних усилий в ней и вертикальные перемещения в соответствии со схемой приложения внешней нагрузки при минимальных затратах материала и обеспечении действующих нормативных требований. В четвертом разделе проведены теоретические и экспериментальные исследования натурных образцов шпренгельных СНКК. Разработаны методика, алгоритм и программное обеспечение расчета комбинированных статически неопределимых систем в дальнейшем проверены с натурной металлической шпренгельной комбинированной конструкцией. В ходе теоретических исследований установлены основные зависимости для подбора физико-механических характеристик и геометрических параметров шпренгельных комбинированных статически неопределимых конструкций для достижения равномоментного и равнонапряженного состояний. По предложенной методике расчета разработаны конструктивные решения для конструкций перекрытий и покрытий при возведении новых и реконструкции существующих гражданских и промышленных зданий. В диссертационной работе приведены выводы по результатам теоретических и экспериментальных исследований. В приложениях представлены программа расчета регулирования напряженно-деформированного состояния шпренгельной металлической СНКК, справки о внедрении и результаты расчета регулирования НДС. The thesis is devoted to improving the calculation methodology of stress-deformation state regulation of metal trussing static indefinite combined steel-concrete constructions. During searching for rational project, the problem of lowest mass systems with given geometry and rods material was considered. The calculating problem of the system stress-deformation state regulation is reduced to the solution of static equation system and i efforts for structures in a deformed state. In the thesis it is developed the method, algorithm and software to ensure SNKK for stress-deformation state regulation in the elements of metal trussing static indefinite combined constructions based on rational design through incremental changes in their geometric schemes, elastic properties and external loading. Based on the algorithm using mathematical modeling of carrying capacity of trussing metal elements of SICS, defined the influence of design scheme, the geometrical and mechanical characteristics, and mode of application of the load on the stress-deformation state of the system elements. During theoretical studies established the basic dependencies for selection of physical and mechanical properties and geometrical parameters trussing combined statically indefinite structures to achieve uniform distribution moments and stress. Based on theoretical and experimental results, there are developed design solutions and recommendations on the use of metal trussing statically indefinite structures floors and combined roofing. Using the developed recommendations, it is designed SNKK with span of 6 to 18 m, which were used for public and industrial buildings.Item Забезпечення міцності локально навантажених довгомірних циліндричних оболонкових конструкцій(Національний університет "Львівська політехніка", 2014) Новіцький, Юрій ЯрославовичУ дисертаційній роботі досліджено напружено-деформований стан локально навантажених довгомірних оболонкових конструкцій на прикладі надземних балкових переходів магістральних газопроводів, що взаємодіють з жорсткими робочими органами малогабаритного мобільного підйомника в процесі проведення ремонтно-профілактичних робіт. Проведено комп’ютерне та математичне моделювання локальної взаємодії тонкостінної оболонки з жорсткими роликами робочого органу підйомника. На основі аналізу одержаних результатів визначено вплив конструктивних параметрів підйомника на міцність трубопроводу. Показано, що небезпечні локальні напруження, які виникають внаслідок контактної взаємодії тонкостінної оболонки, що знаходиться під дією тиску газу, з жорстким роликом, розташовані на внутрішній поверхні оболонки, цілком недоступній для діагностичних вимірювань у процесі виконання ремонтних робіт. Наведено експериментальне підтвердження основних теоретичних положень та припущень. Запропоновано нову ефективну та безпечну конструкцію підіймального пристрою для проведення ремонтно-профілактичних робіт на надземних балкових переходах магістральних газопроводів великого діаметра. Stress-strain state of the local loaded long cylindrical shell-type constructions - beam type overpassages of the gas-main pipeline, which arises from the contact interaction of the shell with hard work by compact mobile lift in the process of repair and maintenance work was studied in this dissertation. Computer and mathematical modeling of local interactions walled shell with rigid casters working body lift performed by analyzing the simulation results and the influence of design parameters on the strength of the lift pipe. Dangerous local tensions that arise in a thin-walled shell under the pressure of the gas at the site of contact with a hard roller located on the inner surface of the shell. This fact makes it impossible to process diagnostic measurements during repair work. Experimental confirmation of the main theoretical solutions and a priori knowledge are made to establish the degree of adequacy of the computer model. A new efficient and safe design of lifting device is proposed in the implementation for repair and maintenance work above beam type overpassages of large diameter gas-main pipelines. В диссертационной работе исследовано напряженно-деформированное состояние локально нагруженных длинномерных оболочечных конструкций на примере надземных балочных переходов магистральных газопроводов, взаимодействующих с жесткими рабочими органами малогабаритного мобильного подъемника в процессе проведения ремонтно-профилактических работ. Необходимость использования малогабаритных мобильных подъёмников для проведения ремонтно-профилактических работ на балочных переходах магистральных газопроводов исходит из невозможности применения для этих целей тяжелой подъёмной техники вследствие отсутствия подъездных путей, поскольку надземные балочные переходы магистральных газопроводов располагаются в устьях и поймах рек, на болотах, в ущельях и других труднодоступных местах. Цель работы состоит в обеспечении прочности длинномерных цилиндрических оболочечных конструкций с учетом локальных нагрузок, обусловленных взаимодействием этих конструкций с опорными узлами подъемных устройств. Методика исследований: компьютерное моделирование процесса контактного взаимодействия тонкостенной оболочки и жестких опорных роликов подъемника с помощью метода конечных элементов; проверка адекватности результатов компьютерного моделирования путём построения математических моделей в виде систем дифференциальных уравнений в частных производных; экспериментальное определение локальных изгибающих напряжений с использованием электротензометрии. Результаты. Исследовано напряженно-деформированное состояние локально нагруженных длинномерных оболочечных конструкций трубопроводов надземных балочных переходов магистральных газопроводов большого диаметра, обусловленное их локальным контактным взаимодействием с жесткими рабочими органами малогабаритного мобильного подъемника в процессе проведения ремонтно-профилактических работ на балочных переходах. На основании анализа результатов компьютерного и математического моделирования определено влияние конструктивных параметров рабочего органа подъемника на прочность трубопроводов. Показано, что опасные локальные напряжения, возникающие вследствие контактного взаимодействия тонкостенной оболочки, находящейся под действием давления газа, с жесткими роликами цепи подъёмника, располагаются на внутренней поверхности оболочки, полностью недоступной для диагностических измерений в процессе выполнения ремонтных работ. Поэтому точный прочностной расчет напряженно-деформированного состояния трубопровода и меры по обеспечению его прочности являются единственным методом безопасного проведения ремонтно-профилактических работ балочных переходов магистральных газопроводов. Научная ценность заключается в дальнейшем развитии методологии анализа локального взаимодействия цилиндрических оболочечных конструкций с жесткими телами путём сочетания метода конечных элементов и аналитических методов общей теории оболочек, а также в усовершенствовании способа оценки точности расчета напряженно-деформированного состояния локально нагруженных цилиндрических оболочечных конструкций в зонах их контактного взаимодействия с жесткими телами. Практическая ценность заключается в теоретическом обосновании и экспериментальном подтверждении условий безопасного взаимодействия длинномерных цилиндрических оболочек с жесткими роликами рабочего органа подъемника и разработке нового эффективного и безопасного способа ремонта надземных балочных переходов магистральных газопроводов большого диаметра. Преимущества предложенной конструкции подъемника и методики расчета напряженно-деформированного состояния трубопровода состоят в возможности эффективного и безопасного проведения ремонтно-профилактических работ надземных балочных переходов магистральных газопроводов большого диаметра без вывода их из эксплуатации, а также без применения тяжелой подъемной техники.Item Силіційорганічні покриття для високотемпературного захисту залізобетону на основі наповненого поліметилфенілсилоксану(Національний університет "Львівська політехніка", 2013) Демидчук, Людмила БогданівнаДисертаційна робота присвячена питанням розробленню компонентного складу поліфункціональних покриттів на основі наповнених поліметилфенілсилоксанів з метою регулювання їх властивостей (атмосферо-, температуро- і вогнестійких) для захисту будівельних конструкційних матеріалів від дії атмосферних агресивних чинників, високих температур та вогню. Методами фізико-хімічного аналізу встановлено можливість утворення при нагріванні у покритті стійких до дії високих температур мулітової та цирконової фаз. Встановлено закономірності формування мікро- та макроструктури матриці покриття за рахунок поліфункціональності, проведено оптимізацію компонентних добавок для поліметилфенілсилоксанового покриття для залізобетону, що підвищує їх довговічність при дії зовнішніх агресивних факторів та високих температур. Розроблено проект технологічних умови отримання вихідних складів захисних покриттів та методи їх нанесення на поверхню матеріалу, який захищається. Вивчено експлуатаційні властивості захисних покриттів у широкому інтервалі температур та методи їх регулювання модифікуючими додатками. Здійснено промислову апробацію розроблених компонентних складів покриттів для захисту залізобетонних конструкційних будівельних матеріалів, які працюють в умовах високотемпературного нагрівання. Диссертационная работа посвящена вопросам разработки компонентного состава полифункциональных покрытий на основе наполненных полиметилфенилсилоксанов с целью регулирования их свойств (температуро- и огнестойких) для защиты строительных конструкционных материалов от действия атмосферных агрессивных факторов, высоких температур и огня Методом математического планирования эксперимента и статистической обработки полученных результатов исследований предложены составы исходных композиций для высокотемпературных защитных покрытий, установлены закономерности и количественные зависимости процессов взаимодействия компонентов в наполненных силицийорганических композициях за температуры нагревания 1273 К с образованием высокотемпературных муллитовой и цирконовой фаз для формирования защитного слоя. Предложены составы исходных композиций с использованием наполнителей заданного состава (Al2О3, ZrО2), модификаторов - каолина и каолинового волокна, которые обеспечивают высокую атмосферо- температуро- и огнестойкость покрытий для защиты железобетонных конструкционных материалов в условиях природных агрессивных факторов и высокотемпературного действия газовой среды, а также эффективные методы интенсификации процессов структуро- и фазообразования защитных покрытий путем введения оксидов и силикатных добавок для регулирования их эксплуатационных свойств в широком интервале температур за сет направленной кристаллизации муллитовой и цирконовой фаз. Структура защитного покрытия представлена переплетенными игольчатыми кристаллами муллита, пластинчатыми - циркона, остатками оксидного наполнителя и порами. Пористость защитного покрытия зависит от температуры нагревания, его толщины и скорости нагревания. Установлено, что с увеличением толщины покрытия от 300 до 800 мкм показатель пористости возрастает в 3,2-5,3 раза, а скорость нагревания от 20 до 60 град/мин. - в 8,2-9,4 раза. Проведено оценивание уровня эксплуатационных свойств защитного покрытия на основе наполненного полиметилфенилсилоксана, которое имеет улучшенные эксплуатационные показатели (атмосферная стойкость, адгезионная прочность, сплошность и жаростойкость) за счет использования соответствующих оксидных силикатных компонентов и силицийорганических соединений. Полученные данные указывают, что покрытия всех предложенных составов имеют высокий показатель обобщенной оценки эксплуатационных и защитных свойств при температурах нагревания до 1273 К и могут использоваться в качестве температуро- и огнезащитных покрытий для строительных конструкционных материалов. Установлены общин закономерности формирования микро- и макроструктуры матрицы покрытия за счет полифункциональности, проведена оптимизация компонентных добавок для наполненного полиметилфенилсилоксанового покрытия для железобетонных строительных конструкционных материалов, которые повышают их долговечность при действии внешних агрессивных факторов и изменении температур; а также предложен метод комплексной оценки уровня качества эксплуатационных защитных свойств. Осуществлена промышленная апробация разработанных компонентных составов покрытий конструкционных железобетонных строительных материалов, которая подтверждает возможность их использования для высокотемпературной защиты в промышленных условиях. Разработан проект технических условий, технологический регламент получения покрытий и инструкция из их использования. Экономический эффект от внедрения разработанных композиций для защитных покрытий составляет для 1т металла 562 грн, а 1м3 бетона – 83,4 грн. The thesis deals with the problem component composition of multifunctional covers based on polymethylphenilsyloxan for the regulation of their properties (atmospheric, temperature and fireproof) for the protection of building construction materials against the action of atmospheric aggressive factors, high temperatures and fire. The possibility of the formation of high temperature resistant mullite and zirconium phases was determined by methods of physical-chemical methods. The regularities of the formation of micro and macrostructure of covering matrix due to polyfunctionality were defined. Optimization of component additives for the polymethylphenilsyloxan covering for metals and concrete that increase their durability under the action of outer aggressive factors and high temperature was made. Technological conditions for the obtaining of the initial composition of the protection coverings were developed as well as the methods of their application over the protected material. Maintenance properties of the protection coverings in the wide temperature range and methods of the regulation by the modification additives were investigated. Approbation of the developed component composition of the protection covering for the construction building materials that work in the high temperature conditions was carried out.Item Синтез пружно-компенсуючих муфт з канатними елементами(Національний університет "Львівська політехніка", 2012) Проценко, Владислав ОлександровичДисертація присвячена вирішенню науково-прикладної задачі розробки, обґрунтування конструктивно-силових параметрів, міцності деталей та експлуатаційних характеристик пружно-компенсуючих муфт з канатними елементами для підвищення компенсаційних і пружних властивостей з’єднань валів приводів. У роботі викладено нові наукові результати теоретичних та експериментальних досліджень розроблених і запатентованих муфт з канатними елементами. Вперше теоретично обґрунтовано конструктивно-силові параметри, міцність деталей та експлуатаційні характеристики муфт з осьовою паралельною, радіальною та торцевою установкою прямих канатів. Виведені аналітичні залежності для проектного та перевіркового розрахунку деталей муфт. Спроектовано та виготовлено експериментальні зразки муфт. Сформульовані рекомендації для забезпечення технологічності розроблених конструкцій муфт на будь-якому типі виробництва. Запропоновано методику проведення експериментальних досліджень та опрацювання отриманих результатів. Вперше проведені експериментальні дослідження їх експлуатаційних характеристик на діючому та стендовому обладнанні. Виконане скінчено-елементне дослідження напружено-деформованого стану муфт на ЕОМ. Вперше розроблено та апробовано етодику проектування та застосування канатних муфт на практиці. Диссертация посвящена решению научно-прикладной задачи разработки, обоснования конструктивно-силових параметров, прочности деталей и эксплуатационных характеристик муфт с канатними элементами для повышения компенсирующих и упругих свойств соединений валов приводов. В работе изложены новые научные результаты теоретических и экспериментальных исследований разработанных и запатентованных муфт с канатними элементами. На основе анализа эволюции упруго-компенсирующих муфт с классическими металлическими упругими элементами, установлено, что их развитие происходит за счет комбинации из 9 форм и 8 установок 9 видов упругих элементов. Комбинация этих признаков определяет параметры, характеристики и конструкцию муфт. Это дает возможность положить их в основу новой классификации муфт с металлическими упругими элементами. На основе метода морфологического анализа и синтеза разработаны более 100 конструкций муфт, которые защищены патентами Украины на изобретения и полезные модели. Впервые теоретически обоснованы конструктивно-силовые параметры, прочность деталей и эксплуатационные характеристики муфт с осевой параллельной, радиальной и торцевой установкой прямых канатов. Выведены аналитические зависимости для проектного и проверочного расчета деталей муфт. Для муфт с осевой параллельной и радиальной установкой прямых канатов получены формулы для определения нагрузок деталей муфт, диаметра канатов и их количества. Обоснованы параметры крепежных элементов с учетом технологических требований. Для муфт с торцевой установкой прямых канатов получены зависимости для определения нагрузок и размеров деталей муфты. Впервые теоретически определены дополнительные загрузки на соединяемые муфтой валы от радиальной, угловой и осевой несоосности. Разработан и апробирован алгоритм монтажа муфты. Спроектированы и изготовлены экспериментальные образцы муфт. Сформулированы рекомендации по обеспечению технологичности разработанных конструкций муфт для всех типов производства. Предложена методика проведения экспериментальных исследований разработанных муфт и обработки полученных результатов. Впервые проведены экспериментальные исследования эксплуатационных характеристик муфт на действующем и стендовом оборудовании. Впервые исследовано влияние на крутильную жесткость и энергоемкость муфт с осевой параллельной установкой прямых канатов конструктивных параметров муфт и радиальной несоосности валов. Апробация муфт на практике показала, что применение муфт с канатними упругими элементами позволяет снизить требования к соосности валов почти в два раза по сравнению с распространенными муфтами, например МУВП. Энергоемкость разработанных муфт в десятки раз выше чем у распростроненных муфт с металлическими элементами, что позволяет рекомендовать их для защиты приводов от поломок. Впервые предложена и апробирована методика проектирования и применения нових муфт на практике. Dissertation is devoted to the decision of a scientific-applied problem of a justification constructive, power and strengthens parameters and is operational characteristics of muffs with rope elastic elements for heightening of their overall economics at manufacture and maintenance. There are new scientific results theoretical and experimental researches of the designed and licensed clutches with rope elastic elements in the dissertation. Constructive, power and strengthens parameters of muffs with axial parallel, radial and face installation of direct ropes are theoretically justified. Analytical dependences for design and checking calculation of details of clutches are output. Experimental samples of clutches are designed and fabricated. Recommendations about security of fabricability of designed constructions of muffs in all types of manufacture are formulated. The technique of holding of experimental researches and handling of received results is offered. Static and dynamic experimental researches of probe of their functional-operational performances on the operating and bench equipment are conducted. The finite element method probe of the intense-deformed condition of muffs on the computer is completed. The projection and application fundamentals new muffs in practice are offered.Item Міцність, жорсткість і тріщиностійкість залізобетонних балок, підсилених зовнішньою композитною арматурою(Національний університет "Львівська політехніка", 2011) Мурин, Андрій ЯрославовичThesis is devoted to development of research of strength, stiffness, cracks resistance of reinforced-concrete beams, strengthened by external composite reinforcement. Experimental data of parameters is got at the different percents of strengthening by external composite reinforcement. The complex of experimental investigations of work of reinforced concrete constructions, strengthened by external composite reinforcements. After the got results computation preconditions are formulated and design relations for estimation of the stress-strain state and determination of bending reinforced concrete elements with mixed reinforcement are developed. Calculation dependences are got for determination of necessary area of composite reinforcement, going out from strength of materials and limitation of their deformations; calculation dependences are offered for determination of deformations and cracks resistance of normal cuts of reinforced-concrete beams, strengthened by external composite reinforcement. Диссертационная работа посвящена вопросам исследования прочности, жесткости и трещиностойкости железобетонных балок, усиленных внешней композитной арматурой. Получено экспериментальные данные параметров прочности, жесткости и трещиностойкости при разных процентах усиления внешней композитной арматурой и предложен расчетный аппарат для их определения. Введение содержит обоснование актуальности темы, сформулирована цель и задачи исследований, приведенные основные научные результаты, показано их практическое значение в области строительства. В первом разделе изложено современное состояние вопроса и сформулированы задачи исследований. Анализ проведённых исследований показал, что результаты экспериментальных исследований железобетонных конструкций, усиленных внешней композитной арматурой, сильно отличаются между собой. Относительно мало работ посвящено исследованию трещиностойкости таких конструкций. Большинство разработанных методик расчета базируются, в основном, на деформационной модели. Предложены методы расчета (на базе метода предельных состояний) имеют свои особенности и могут быть усовершенствованны. Второй раздел содержит объем, содержание и методику экспериментальных исследований изгибистых железобетонных балок, усиленных внешней композитной арматурой. Для реализации поставленной цели работы были запроектированы и изготовлены 2 серии железобетонных балок (12 шт.), 36 бетонных призм и 54 бетонных куба. Методика исследования железобетонных балок в зоне „чистого изгиба” предусматривала изучение влияния прочности бетона и процента армирования внешней композитной арматурой на характеристики прочности, жесткости и трещиностойкости экспериментальных балок. Третий раздел содержит результаты проведённых экспериментальных исследований. Получены данные прочности, жесткости и трещиностойкости нормальных сечений железобетонных балок, усиленных внешней композитной арматурой. Экспериментальными исследованиями прочности показано, что методика рекомендаций fib (Externally bonded FRP reinforcement for RC structures. Technical report fib, bulletin 14) дает удовлетворительную точность расчета железобетонных балок, усиленных внешней композитной арматурой. Также результаты экспериментальных исследований были сравнены с существующими нормами проектирования железобетонных конструкций СНиП 2.03.01-84* с целью использования норм как базу для расчета усиленных железобетонных конструкций. В четвертом разделе предложена методика расчета прочности, жесткости и трещиностойкости железобетонных изгибаемых конструкций, усиленных внешней композитной арматурой, на основе классического метода предельных состояний с применением параметров деформационной модели. Разработаны предложения по расчету прочности нормальных сечений железобетонных балок, усиленных внешней композитной арматурой, на базе метода предельных состояний с использованием параметров деформационной модели. Получены расчетные зависимости для определения необходимой площади поперечного сечения композитной арматуры, выходя из прочности материалов нормального сечения и ограничение деформаций в композитной арматуре; предложены расчетные зависимости для определения деформаций и трещиностойкости нормальных сечений железобетонных балок, усиленных внешней композитной арматурой. Рассчитанные за разработанными предложениями теоретические значения прочности нормальных сечений железобетонных балок, усиленных внешней композитной арматурой, деформаций бетона, металлической и композитной арматуры, прогибов, момента образования и ширины раскрытия трещин обеспечивают удовлетворительное совпадение с экспериментальными данными автора и других исследователей. Пятый раздел содержит технико-экономическое обоснование усиления конструкций внешней композитной арматурой. Проведенные автором исследования обосновывают оптимальное (минимальное из условий прочности) использование композитной ленты при усилении изгибаемых железобетонных элементов. Описано конструктивное решение усиления конструкций объектов с использованием результатов исследований автора: при реконструкции с усилением балок пролетного строения путепровода в с. Вистова Ивано-Франковской области и при усилении железобетонных плит перекрытия при реконструкции ванного отделения бальнеологической больницы в г. Моршин.Дисертаційна робота присвячена питанням дослідження міцності, жорсткості та тріщиностійкості залізобетонних балок, підсилених зовнішньою композитною арматурою. Отримано експериментальні дані параметрів міцності, жорсткості та тріщиностійкості при різних відсотках підсилення зовнішньою композитною арматурою. Апробовано запропонований розрахунковий апарат для розрахунку залізобетонних елементів, підсилених зовнішньою композитною арматурою з використанням елементів деформаційної моделі. Порівняння результатів досліджень та задовільна збіжність експериментальних та теоретичних величин міцності, жорсткості та тріщиностійкості підсилених балок підтвердило достовірність запропонованого розрахункового апарату.Item Несуча здатність та деформативність сталебетонних перекриттів із застосуванням зовнішнього армування із хвилястих настилів(Національний університет "Львівська політехніка", 2010) Шевчук, Святослав ГригоровичThe dissertation is dedicated to experimental and theoretical researches of bearing capacity and deformability of ordinary once-, twice-, and thrice-purlin steel and concrete floor with the application of exterior reinforcement of corrugated floors. All experimental beam slabs are of the same width and bays but with slabs of concrete or expanded-clay lightweight concrete. Reinforcing of concrete slabs with rod steel reinforcements and polymer clad fiber. The new firmnesses and deformability properties have been gotten and on the bases of them new operational indexes are discovered. The offered ways of beaming capacity and deformability of floorings calculation, reinforced with corrugated steel floors. The new elaborations and achievements of the steel and concrete theory for calculation of constructive elements of flooring are accounted. Диссертация посвящена проблеме поиска новых конструктивных решений перекрытий, объединяющих требования технологичности возведения перекрытий в новостройках, при реконструкции зданий с последующим использованием их в процессе эксплуатации. В первом разделе выполнен анализ состояния проблемы и известных исследований, относящихся к этому научному направлению. Второй раздел посвящен выбору материалов и конструкций опытных образцов. Составлена программа испытаний. В третьем разделе по результатам испытаний исследована несущая способность и деформативность сталебетонных балочных плит. В четвертом разделе на основе анализа экспериментальных данных разработаны предложения по расчету несущей способности и деформативности сталебетонных перекрытий. В пятом разделе определена экономическая эффективность использования сталебетонных перекрытий по результатам внедрения их в конкретных реальных объектах. Рассматриваемые опытные балочные плиты приняты одинаковой ширины b=480 мм, с одинаковыми пролетами L=1700 мм одно-, двух - и трехпролетными с верхней бетонной армированной плитой. Нижняя плоскость всех плит выполнена из волнистых стальных листов толщиной 2-3 мм. Верхняя бетонная плита из тяжелого бетона или керамзитобетона армирована стержневой арматурой или полипропиленовым волокном. Изготовление опытных образцов выполнялось в условиях действующего бетонного цеха завода ЖБИ № 1 по ул. Кульпарковской г. Львова в условиях естественного твердения без пропаривания. Испытания всех 3-х пролетных плит выполнялись в данном цехе тарированными грузами, а одно – и двухпролетные плиты были испытаны в лаборатории кафедры «Строительные конструкции» НУ «Львовская политехника» с помощью гидродомкрата ДЦ – 1. Противосдвиговые приопорные анкера имелись только в одно – и двухпролетных балках. В результате анализа опытных данных были выявлены особенности работы таких плит под нагрузкой: 1. Сдвиг бетона по листу в плитах без анкеров происходил только после образования трещин над промежуточными опорами после непрерывного нарастания прогибов в крайних пролетах при относительных деформациях в стальных настилах 230 ... 452 х 10 -5. 2. Увеличение высоты сечения плит существенно повлияло на величину трещинообразования и деформативность, однако мало повлияло на несущую способность. 3. Наличие продольной арматуры в верхней зоне плит существенно повышает несущую способность вследствие увеличения изгибающих моментов над средними опорами, однако мало влияет на величину усилий трещинообразования. 4. Применение фибры «Fibermesh» в количестве 1,6 кг на один м3 бетона несущественно повлияло на усилия трещинообразования над промежуточными опорами , на прогибы и на несущую способность образцов. 5. В однопролетном образце наличие анкеров обеспечило связь бетона с настилом вплоть до раздробления бетона сжатой зоны при относительных деформациях 2,09 х 10 -3. 6. Предложено коэффициент С, учитывающий пластическую работу стали настила на стадии разрушения принимать равным 1,05 - для трапециеподобного профиля и 1,2 – для волнистого. 7. Предложен расчетный аппарат для определения прогибов и несущей способности многопролетных балочных плит с внешним армированием волнистыми настилами, в том числе с дополнительным армированием стержневой арматурой верхней полки бетона. Методика расчета позволяет, с достаточной для практики строительства, точностью, оценивать прогибы и несущую способность элементов перекрытия. Теоретические значения указанных параметров превышали экспериментальные значения на 0,3 ... 8%.Дисертаційна робота присвячена експериментально-теоретичним дослідженням несучої здатності та деформативності звичайних одно-, дво- та трипрогінних сталебетонних перекриттів із застосуванням зовнішнього армування із хвилястих настилів. Всі дослідні балкові плити одинакової ширини і одинакових прогонів, але з плитами із бетону або керамзитобетону. Армування бетонних плит виконано стержневою арматурою та поліпропіленовим волокном. Отримано несучу здатність та деформативність одно-, дво- та трипрогінних сталебетонних перекриттів, на основі яких виявлені нові експлуатаційні показники. Запропоновані способи розрахунку несучої здатності та деформативності перекриттів, армованих хвилястими сталевими настилами. Враховані нові розробки та досягнення теорії залізобетону для розрахунку конструктивних елементів перекриттів.