
Тип работы:	Предмет:	Язык работы:

МЕХАНИКА КОНСТРУКЦИЙ ТРОСОВЫХ ДОРОЖНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ ПРИ УДАРНОМ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ С ТРАНСПОРТНЫМ СРЕДСТВОМ И РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ РАСЧЕТА

Работа №	75937
Тип работы	Авторефераты (РГБ)
Предмет	механика
Объем работы	26
Год сдачи	2021
Стоимость	2000 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено	343

Не подходит работа?

Узнай цену на написание

Содержание

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Основное содержание работы
Основные выводы и результаты
Основные положения диссертации отражены в работах

Введение

Одним из основных способов снижения смертности на автодорогах является установка дорожных ограждений. Многолетний опыт зарубежного и отечественного мониторинга показывает, что наиболее эффективное снижение степени тяжести травм пассажиров транспортных средств (ТС) достигается применением тросовых дорожных ограждений (ТДО), в которых основными рабочими элементами являются тросы.
ТДО появились в начале 20 века и являлись одним из первых видов дорожных ограждений. Концепция современных конструкций возникла в Америке и Англии в 70-х годах, а их широкое практическое применение на западе началось в 90-е. В настоящее время тросовые ограждения активно развиваются, как в западных странах – Китай, США, Индия, Англии, Австралии, страны Европы, так и в России. В РФ установка ТДО началась в 2011 году и с этого момента общая протяженность ТДО увеличивается каждый год. Если в 2014 году длина участков составляла 50 км, в основном, в Москве и МО, то к 2021 году ТДО являются широко распространенным видом ограждений на всей территории РФ и странах ЕАЭС с общей длиной установки в 400 км.
Относительно небольшое время эксплуатации, отсутствие понимания базовых принципов работы ТДО, а также отсутствие методик их расчета вынуждает производить отечественные конструкции ТДО не оптимальными и приводит к удорожанию как самих конструкций, так и их эксплуатации. Особенностью российских дорог является малая ширина разделительных полос, что привело к необходимости модификации западных конструкций для уменьшения прогиба ТДО. Для снижения прогиба была увеличена жесткость стоек, что, в свою очередь, увеличило нагрузки на стойки и привело к возможности их разрушения в процессе работы. Такая механика работы, дополнительно усложняет расчет, и является отличительной особенностью российских конструкций. Существующая нормативная база испытаний дорожных ограждений формировалась на основании опыта эксплуатации барьерных (БО; металлических) и парапетных (ПО; бетонных) ограждений, что в результате может приводить появлению на дорогах конструкций, прошедших нормативные испытания, но не обладающих достаточной надежностью, что в конечном итоге уменьшает пассивную безопасность дорог. Таким образом, возрастающие темпы установки ТДО на дорогах России и мира, уникальность российских конструкций, отсутствие физико-математических моделей описания поведения ТДО и понимания механики работы таких ограждений, а также нормативная база, созданная на основе испытаний других типов ограждений, обуславливает актуальность темы исследования.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Курсовые Статьи Диплом Рязань

Заключение

1. Проведен подробный анализ конструкций тросовых дорожных ограждений (зарубежных и отечественных) и показана важность и актуальность сформулированных задач исследований диссертации. Анализ основных работ по теме диссертации выявил ряд малоисследованных проблем расчета динамики тросовых дорожных ограждений на ударную нагрузку, в том числе, возможность разрушения стоек, что характерно для российских конструкций.
2. На основании уравнений сохранения импульса среды в вариационной постановке, решаемых методом конечных элементов по пространству и методом конечных разностей по времени была получена упрощенная плоская цифровая модель, позволяющая исследовать волновую картину в тросе, реализованная в Wolfram Mathematica. Для построения полномасштабной трехмерной модели ограждения был использован лицензионный программный комплексе LS-DYNA. Для проверки базовых алгоритмов решения, было проведено сравнение результатов работы LS-DYNA с результатами работы авторского кода для плоского случая. Сформулирована основная методика расчета элементов ТДО, выбраны и обоснованы физико-математические модели материалов и КЭ модели элементов конструкций.
3. Проведена серия экспериментов по определению основных механических характеристик отечественных тросов производства ООО «Энергосервис» и ОАО «Северсталь-метиз», а также проведены динамические испытания тросов на поперечный удар, стоек на статическое нагружение, в проведении которых и обработке данных автор принимал непосредственное участие. Проведенные эксперименты были использованы для валидации цифровых моделей тросов и стоек ТДО.
4. Впервые решена задача разрушения для стоек с концентраторами напряжений, и предложена методика расчета раскрытия трещины при ударе с оценкой характерного размера сеток КЭ. На основании моделей компонентов разработаны методика расчета полномасштабных моделей ограждения Разработана процедура верификации для цифровых моделей, что позволяет обеспечить стабильность и точность численных решений.
5. На основе проведенных расчётов были исследованы требования ГОСТ 33129-2014 по методам испытаний дорожных ограждений, а также исследованы зависимости между различными параметрами ограждений и их рабочими характеристиками, даны рекомендации в нормативные документы по ТДО. Разработанные методики эффективно использованы в решении практических задач, в частности, при создании инновационной конструкции 3-х тросового ТДО с увеличенным уровнем удерживающей способности, а также новых конструкций тросовых ограждений для Предприятия «ПИК».

Литература

1. Demiyanushko, I. Developments of non-linear dynamics FEM simulation of the impact performance of road safety barriers with use of experimental validation of models [Текст] / Demiyanushko I, Karpov I., Tavshavadze B // Mathematical and Numerical Aspects of Dynacmical System Analysis 14th International Conference «Dynamical systems theory and application» / Lodz, 2017. – p. 165-174.
2. Demiyanushko, I.V. Computational simulation and experimental study of cable for cable barrier [Текст] / I.V. Demiyanushko, I.A. Karpov, V.S. Nadezhdin // 15-ый международный конгресс IFTOMM: сб. статей / Краков, 2019. - с. 2883-2891.
3. Demiyanushko, I.V. Applications FEM analysis in researches reliability and dynamics of road safety barriers at collisions with cars [Текст] / I.V. Demiyanushko, I.A. Karpov // 15-ый Международный конгресс IFToMM: сб. статей / Краков, 2019. - С. 1651-1658
4. Demiyanushko, I.V. Experimental research and modeling of chemical anchor systems under static and dynamic loading [Текст] / I.V. Demiyanushko, V.S. Nadezhdin, I.A. Karpov, B.T. Tavshavadze, O.V. Titov // Materials Science and Engineering: сб. статей, Лодзь, 2019, с. 691
5. Demiyanushko, I.V. Development of a finite-element model for bench testing of road fence rack [Текст] / Karpov, I.A., Mikheev, P.S., Tavshadze, B.T., Awrejcewicz, J. // Materials Science and Engineering 2020: сб. статей, Лодзь, 2020, с. 786
В изданиях, включенных в Перечень рецензируемых научных изданий:
6. Демьянушко, И.В. Моделирование наезда автомобиля на стойку дорожного ограждения [Текст] / И.В. Демьянушко, И.А. Карпов // Транспортное строительство. – 2013 . - №4 - С. 16-19.
7. Демьянушко, И.В. Расчетное моделирование взаимодействия автобуса с двухсторонним бетонным парапетным ограждением [Текст] / И.В. Демьянушко, В.М. Стаин, А.В. Стаин, И.А. Карпов // Транспортное строительство. – 2017 . - №3 - С. 11-15.
8. Демьянушко, И.В. Использование виртуального эксперимента для определения технических параметров боковых удерживающих дорожных ограждений [Текст] / И.В. Демьянушко, И.А. Карпов, Б.Т. Тавшавадзе, А.О. Крылов // Транспортное строительство. – 2017 . - №3 - С. 5-8.