ivdon3@bk.ru
В статье предлагается разработка математической модели, которая включает в себя комплексный подход к моделированию взаимодействия поверхностей, учитывающий геометрические особенности канавки. Важным аспектом новизны работы является её валидация на основе экспериментальных данных. Для описания движения смазочного материала в рабочем зазоре применена модель, описывающая движение истинно вязкого смазочного материала, включающая уравнение неразрывности. Проведённые расчёты и эксперименты подтвердили адекватность предложенной модели, что свидетельствует о возможности её практического применения для инженерного анализа и проектирования. Результаты данной работы позволили улучшить понимание механизма движения смазочного материала в радиальных подшипниках скольжения, имеющих на поверхности вала полимерное покрытие с осевой канавкой. Также исследования показали, что наличие канавки на поверхности вала влияет на распределение давления, что, в свою очередь, отражается на триботехнических параметрах подшипника. Введение канавки способствует более эффективному распределению смазочного материала по рабочему зазору, увеличению несущей способности подшипника, уменьшению коэффициента трения и снижению износа контактных поверхностей.
Ключевые слова: радиальный подшипник, оценка износостойкости, антифрикционное полимерное покрытие, канавка, гидродинамический режим, верификация
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье рассматривается применение модели равновесия Штакельберга с механизмом обратной связи по управлению при побуждении. Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения эффективности взаимодействия участников строительства — заказчиков, подрядных организаций и инвесторов — в условиях высокой конкуренции, неопределенности и ограниченных ресурсов. Предлагается формализовать динамическое взаимодействие сторон посредством модели, учитывающей их интересы и реакции на текущие параметры проекта. Разработанный математический аппарат включает двухуровневую структуру управления, где верхний уровень представлен Заказчиком, а нижний — Генеральным подрядчиком, и реализует подход с механизмом обратной связи, позволяющим корректировать стратегии в реальном времени. Проведенное аналитическое и численное моделирование демонстрирует преимущества внедрения такой модели: повышение стабильности стратегий, снижение сроков реализации, минимизация рисков перерасходов и задержек, а также рост прибыли участников. Полученные результаты подтверждают эффективность использования модели равновесия Штакельберга с обратной связью при побуждении в управлении сложными инвестиционно-строительными проектами, что способствует развитию современных методов стратегического планирования и системного управления в строительной отрасли. Приведены результаты численных экспериментов. Сделан ряд выводов.
Ключевые слова: двухуровневая иерархическая модель, равновесие Штакельберга с обратной связью по управлению при побуждении, заказчик, генеральный подрядчик, ведущий, ведомый
Надежность работы энергетических объектов напрямую связана с полнотой и регулярностью контроля технического состояния оборудования. Традиционные методы, основанные на визуальном осмотре и выборочных измерениях, характеризуются высокой трудоемкостью, низкой воспроизводимостью и рисками для обслуживающего персонала. В этих условиях возрастает актуальность применения мобильных робототехнических комплексов, способных выполнять обследование подстанций и другого энергооборудования в автоматизированном режиме. Ключевым фактором эффективности робототехнических комплексов является качество построенного маршрута: полнота охвата оборудования для получения диагностически значимой информации. В работе предложен метод дискретизации и оптимизации точек базирования, обеспечивающие формализованное построение маршрутов обследования. Метод включает последовательное применение ряда алгоритмов: геометрическую дискретизацию допустимой области движения на основе регулярной сетки, фильтрацию точек с учетом технических ограничений РТК и зон запрета, моделирование зон видимости с применением упрощенных коллайдеров и количественной оценки качества видимости, а также оптимизацию множества базовых точек как задачи покрытия. Эффективность метода подтверждена на трехмерной модели подстанции: проведенные сценарные испытания показали сокращение числа базовых позиций более чем в четыре раза при сохранении высокой полноты охвата (не менее 97 %). Практическая ценность заключается в возможности интеграции предложенных методов в состав интеллектуальных подсистем диагностики и технического контроля, что обеспечивает снижение трудозатрат, повышение воспроизводимости маршрутов и улучшение качества автоматизированной диагностики в энергетике.
Ключевые слова: робототехнический комплекс, диагностика оборудования, построение маршрута, обследование оборудования, задача покрытия, автоматизация технологического процесса
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В работе предложена математическая модель ламинарного течения истинно вязкого смазочного материала в зазоре радиального подшипника скольжения с нестандартным опорным профилем. Рассматривается влияние фторопластсодержащего полимерного покрытия и канавки на поверхности вала с учётом нелинейных эффектов, что повышает точность описания гидродинамических процессов. Используются подходы приближения «тонкого слоя» и уравнения неразрывности для определения гидродинамического давления, нагрузочной способности и коэффициента трения. Проведено сопоставление с известными расчетными моделями, показавшее улучшение прогноза эксплуатационных характеристик. Результаты демонстрируют возможность обеспечения стабильного всплытия вала, что подтверждает применимость разработанной модели для инженерных расчетов подшипников с полимерным покрытием и канавкой.
Ключевые слова: радиальный подшипник скольжения, математическое моделирование, истинно вязкая смазка, полимерное композиционное покрытие, гидродинамический режим, триботехнические характеристики
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В данной статье рассматривается подход к разработке системы контроля и учета целевой смеси, загружаемой в стекловаренные печи, расположенные в машино-ванных цехах как отдельно взятого завода, так и группы стекольных заводов, входящих в одно предприятие. Предлагается структурная схема организации сбора, обработки и хранения данных, полученных от весовых индикаторов различных моделей, поддерживающих собственные форматы сетевых кадров. В качестве примера демонстрируется сетевая схема реализации обозначенной системы контроля и учета целевых смесей, применительно к двум территориально удаленным стекольным заводам, с использованием механизма построения частных сетей поверх открытых и публичных каналов связи. Обосновывается эффективность предложенных подходов к организации оперативного контроля за объемами загрузки целевой смеси в стекловаренные печи, а также целесообразность применения данного решения
Ключевые слова: производство стекла, технологический процесс, автоматизированная система управления, учет шихты, весоизмерительнй прибор, весовой индикатор, обобщенная структурная схема, сетевая схема, преобразователь интерфейсов, частная сеть, база данных
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В статье проведен краткий анализ мер информационной безопасности, позволивший обосновать ведущую роль в современных условиях технических мер защиты элементов компьютерных систем, цифровых систем, систем сотовой связи, а также пользователей этих систем. Анализ роста показателей кибепреступности в России выявил моральную устарелость существующего комплексного подхода к защите элементов компьютерных систем, цифровых систем, систем сотовой связи, а также пользователей этих систем, и определил необходимость, своевременность и актуальность создания и применения экосистемы информационной безопасности. Анализ существующих единичных решений по созданию и применению экосистем информационной безопасности выявил необходимость применения интеллектуальных цифровых двойников защищаемых объектов для нейтрализации угроз информационной безопасности. На основе проведенного анализа определены особенности реализации экосистемы информационной безопасности с использованием интеллектуальных цифровых двойников элементов компьютерных систем, цифровых систем, систем сотовой связи, а также пользователей этих систем.
Ключевые слова: экосистема информационной безопасности, интеллектуальный цифровой двойник, угроза информационной безопасности, анализ уязвимостей, мониторинг и обнаружение угроз, защита и предотвращение атак
2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
В статье изложены этапы формирования архитектурно-строительных решений оперного театра от стадии концепции до проектных решений. Процесс рассмотрен на примере проектирования оперного театра в одной из северных республик Российской Федерации. Рассмотрена вариантность и отличия предварительных проектов на разных этапах с учетом акустического комфорта на стадии разработки архитектурных и конструктивных решений объекта. Продемонстрировано взаимовлияние и зависимость архитектурных, конструктивных и акустических решений театра и необходимость их параллельного учета на ранних стадиях проектирования.
Ключевые слова: концертные залы, оперные театры, архитектурно-строительные решения, акустика, архитектура, акустические характеристики, зальные помещения, архитектурно-строительные конструкции
2.1.12 - Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной деятельности
В статье представлены результаты экспериментального исследования влияния скорости нагружения на деформативно-прочностные характеристики бетона класса В45 при центральном сжатии. Испытаны 15 призм размером 100×100×400 мм, разделённых на три серии по скорости нагружения. Построены регрессионные зависимости, определены коэффициенты корреляции (до 0.9975) и детерминации (до 0.9950), подтверждающие высокую степень согласованности моделей с экспериментальными данными. Установлено, что увеличение скорости нагружения способствует росту прочности и уменьшению величины предельной относительной деформации бетона. Полученные зависимости могут быть использованы в качестве экспериментальной основы для построения нелинейной деформационной методики расчёта изгибаемых и внецентренно сжатых железобетонных конструкций из бетона рассматриваемого класса (B45), подверженных статическим и высокоскоростным воздействиям.
Ключевые слова: эксперимент, бетонные образцы, высокоскоростное нагружение, центральное сжатие, статистическая обработка результатов, метод наименьших квадратов, регрессионная кривая
В работе проведена сравнительная оценка уровня загрязнения и экологического риска почвоподобного материала (ППМ) со свалок с использованием результатов количественного химического анализа и биотестирования на двух тест-объектах: Daphnia magna и Scenedesmus quadricauda. Показано, что оценка уровня загрязнения ППМ на основе показателя Zc приводит к завышенным результатам. Исследование качества ППМ с помощью биотестирования выявило низкую и умеренную токсичность. Наибольший вклад в токсичность ППМ вносит Cu и Zn, что объясняется высокой чувствительностью тест-организмов. ППМ с низкой токсичностью может быть утилизирован для получения грунта-рекультиванта, с умеренной – должен предварительно пройти детоксикацию. Определено, что тяжелые металлы объясняют значительную долю изменения токсичности.
Ключевые слова: свалка, почвоподобный материал, биотестирование, токсичность, уровень загрязнения
2.10.2 - Экологическая безопасность , 2.1.10 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства
Исследованы составы самоуплотняющегося мелкозернистого бетона с использованием минеральных добавок, таких как микрокремнезём, известняковая мука и трепел, а также поликарбоксилатного суперпластификатора. Основное внимание уделено влиянию состава смеси на прочность при сжатии и изгибе, плотность, водонепроницаемость и морозостойкость бетона. Результаты испытаний показали, что образцы с микрокремнезёмом демонстрируют повышенную прочность, в то время как введение трепела и известняковой муки снижает этот показатель. Наибольшая плотность и морозостойкость (F600) были достигнуты в составах с микрокремнезёмом, без дополнительных добавок. Работа подчеркивает важность оптимизации зернового состава заполнителей и выбора пластификаторов для улучшения характеристик бетона.
Ключевые слова: самоуплотняющийся бетон, мелкозернистый бетон, микрокремнезём, поликарбоксилатный суперпластификатор, известняковая мука, трепел, прочность, плотность, морозостойкость, водонепроницаемость
В статье рассматриваются вопросы изучения ветрового режима территории жилых кварталов. Представлены результаты моделирования микрорайона города и ветровых потоков в нём с использованием многофункционального программного комплекса Ansys Discovery Live. Проведен анализ ветрового режима территории при различных объемах застройки с точки зрения комфортности нахождения человека в ней, определены комфортные и дискомфортные аэрационные зоны. Сравнение производилось для жилого комплекса, состоящего из четырех групп домов со своими дворовыми территориями, при южном направлении входящего ветрового потока. Дана оценка влияния окружающей застройки на ветровую обстановку. Использование компьютерного моделирования ветрового режима жилой застройки является актуальным в настоящее время, так как информация о характере движения воздушных потоков помогает повысить комфортность городов для населения.
Ключевые слова: ветровой режим, градостроительство, жилая застройка, городская застройка, численное моделирование, Ansys Discovery Live, проветривание, ветровой комфорт, аэрационный режим, аэрация
2.1.13 – Градостроительство, планировка сельских населенных пунктов
В статье рассмотрен вопрос формирования системы общественных пространств в университетских кампусах как ключевого фактора образовательной, социальной и инновационной деятельности. Анализируются функции, типология и принципы организации общественных пространств кампуса в контексте современных образовательных парадигм и урбанистических тенденций. Научная новизна заключается в систематизации принципов организации общественных пространств различных типов как единой системы, реагирующей на вызовы цифровизации и актуализации социального взаимодействия. Делается вывод о необходимости перехода от проектирования отдельных пространств к созданию целостной, гибкой и многофункциональной системы, выступающей каркасом университетской жизни.
Ключевые слова: университетский кампус, общественное пространство, образовательная среда, социальное взаимодействие, инновационная экосистема, урбанистика кампуса
2.1.12 - Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной деятельности
Одним из вариантов железобетонных перекрытий является устройство их по стальному профилированному настилу. В этом случае удается существенно сократить сроки возведения конструкции и обеспечиваются простые и удобные узлы опирания. В статье рассматриваются нормативные методики расчета сталежелезобетонных плит перекрытий с профилированным настилом по СП 266.1325800.2016. Выполнена серия расчетов по предельным усилиям и по нелинейной деформационной модели (НДМ), произведено сравнение с экспериментальными данными. Полученные данные свидетельствуют о существенном завышении для ряда образцов несущей способности, вычисленной по методу НДМ. Это свидетельствует о необходимости изменения подхода к расчетам по НДМ и потребности во внесении корректировок в расчетную диаграмму σ-ε для стального профилированного настила, отражающих реальные условия работы элемента.
Ключевые слова: стальной профилированный настил, перекрытие, деформационная модель, диаграмма состояния, статическая нагрузка
Современные дорожные покрытия подвергаются интенсивному износу из-за воздействия ошипованных шин и противогололедных реагентов, что приводит к значительным экономическим потерям. В России ежегодный ущерб от такого износа оценивается в сотни миллиардов рублей. Для повышения долговечности асфальтобетона исследуются методы модификации битумного вяжущего, включая добавление резиновой крошки, полимеров (SBS, EVA) и модифицированной серы.
Наиболее перспективным направлением признано использование модифицированной серы, которая улучшает износостойкость, трещиностойкость и устойчивость к противогололедным реагентам. В статье подробно рассмотрен процесс получения модифицированной серы, включая дегазацию и модификацию 5-этилиден-2-норборненом (ЭНБ). Лабораторные испытания показали, что оптимальное содержание серы в битуме составляет 25–30%, при этом 30% демонстрируют наилучшие характеристики: повышенную теплоустойчивость, сдвигоустойчивость и адгезию к минеральному заполнителю.
Результаты ИК-спектроскопии подтвердили физическое смешение серы с битумом без химических реакций. Применение модифицированной серы позволяет увеличить срок службы дорожных покрытий и снизить затраты на ремонт, что особенно актуально
в условиях роста профицита серы на территории Российской Федерации.
Ключевые слова: дорожное покрытие, асфальтобетон, износостойкость, колея износа, ошипованные шины, модификация, дегазация, сера, битумное вяжущее, экология
Рассматривается влияние геометрической гипотезы на поле направлений трещин в расчете конструкций по наклонным сечениям. Угол наклона трещины к вертикали находится из условия минимума внешней нагрузки, необходимой для ее формирования и определяемой в свою очередь из уравнения энергетического баланса. Проведена оценка влияния коэффициента А гипотезы билинейных сечений на угол наклона трещины для случаев действия равномерно распределенной нагрузки и сосредоточенной силы. По результатам расчета сделан вывод о том, что влияние геометрической гипотезы в случае действия равномерно распределенной нагрузки незначительно, а в случае действия сосредоточенной силы ее влияние наиболее значительно в средней части пролета среза при отношении пролета среза к высоте сечения больше 2. По результатам численных расчетов моделей шарнирно опертых балок получена зависимость коэффициента А от относительной координаты начала трещины для различной интенсивности поперечного армирования.
Ключевые слова: наклонные сечения, геометрическая гипотеза, поле направлений трещин, уравнение энергетического баланса
1.1.8 - Механика деформируемого твердого тела , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения
В статье представлена методика расчета систем пассивной дегазации для рекультивации несанкционированных свалок твердых коммунальных отходов с применением BIM-технологий. Методика учитывает неоднородность рельефа свалочных тел и позволяет оптимизировать процесс проектирования. Проведено сравнение эффективности предложенного подхода с традиционными методами, показавшее экономическую выгоду в 21% и повышение эффективности отвода биогаза на 14,27%. Результаты исследования могут быть использованы для разработки проектов рекультивации свалок с учетом современных технологий и экологических требований.
Ключевые слова: рекультивация, свалочный газ, пассивная дегазация, BIM-технологии, твердые коммунальные отходы, методика расчета, экология, биогаз, несанкционированные свалки, оптимизация
Обустройство защитных сооружений гражданской обороны является в настоящее время жизненно необходимым особенно для населенных пунктов, находящихся вблизи зоны проведения боевых действий. Актуальным вопросом проектирования убежищ является корректное определение объемов воздухообменов, необходимых для обеспечения пребывания укрываемых в течение нормативных сроков. Проведен анализ изменения параметров климата и микроклимата за прошедшие годы и методов расчета воздухообменов в защитных сооружениях. Построена классическая модель процесса изменения температуры и влажности воздуха с изменяемым коэффициентом наклона луча такого процесса. Показана избыточность воздухообменов, вычисленных по данным и методикам последнего нормативного документа, приводящая к увеличению капитальных затрат на обустройство убежища.
Ключевые слова: воздухообмены, убежища гражданской обороны, климатические параметры, микроклимат в помещениях, графо-математическая модель воздухообмена
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.3 - Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение
В статье приводится и анализируется алгоритм расчета изгибаемых железобетонных конструкций по нормальному сечению на основе нелинейной деформационной модели, рекомендуемый как основной в нормах по проектированию железобетонных конструкций СП 63.13330.2018. Рассмотрены особенности выполнения расчета с использованием рассматриваемого алгоритма, а также другие подходы к расчету изгибаемых железобетонных конструкций по нормальному сечению на основе деформационной и других моделей. Показана последовательность выполнения расчетов с использованием компьютерных технологий на примере выполнения расчетов в системе инженерная нелинейность1 ПК ЛИРА-САПР. Приведены результаты расчета стержневого элемента расчетной схемы. Описаны дополнительные возможности выполнения расчетов с использованием системы инженерная нелинейность.
Ключевые слова: изгибаемые железобетонные конструкции, нелинейная деформационная модель, расчетная схема, алгоритм расчета, ПК ЛИРА-САПР, система, инженерная нелинейность
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения
Кинематические характеристики стержневых систем определяются в ходе кинематического анализа схемы механизма, выполненной с учетом размеров и взаимного расположения звеньев и шарниров; по аналогии со структурным анализом кинематическое характеристики также включают в себя степень аномальности кинематики и степень иррациональности кинематики. Первая характеристика относится к взаимном расположению осей звеньев в цепи контура и использует размеры звеньев, вторая относится к взаимному расположению осей кинематических пар (шарниров). Показано, что подвижность кинематических цепей зависит от размерных условий - общих и частных, а кинематические связи накладываются размерами. На основе контурного подхода сформирована база знаний для высокоформализованного анализа кинематических цепей, позволяющая выявить кинематические аномалии - как лишние подвижности, обусловленнные особым положением, так и кинематические избыточные связи. Показано, что для плоских кинематических цепей степень иррациональности кинематики можно выразить через структурные параметры.
Ключевые слова: кинематика, характеристики, стержневые системы, анализ, схемы, звенья, шарниры, оси, аномальность, иррациональность, связи, размерные условия
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.9 - Строительная механика
В статье рассмотрены вопросы по оценки качества и безопасности дорожного движения. Выполнен анализ аварийности на дорогах южной части Дальнего Востока. Рассмотрены основные причины дорожно-транспортных происшествий. Выполнен анализ качества нанесения дорожной разметки и дана оценка ее долговечности в зависимости от условий эксплуатации. Даны рекомендации по повышению долговечности дорожных разметок.
Ключевые слова: автомобильная дорога, покрытие, разметка горизонтальная, безопасность движения
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.8 - Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей
Статья посвящена разработке градостроительной модели комплексного планирования и проектирования береговых территорий малых рек в крупных городах, которая бы включала в себя группы экологических, экономических, социальных и функциональных факторов и их взаимосвязь, элементы базовой модели структурной организации компонентов и типов застройки поселений региона, а также планируемые к расчету экологические, экономические, социальные и функциональные критерии. При этом отмечено, что вопрос комплексного планирования и проектирования береговых территорий малых рек в общей структуре городской среды обусловлен тем, что, в отличие от других территориальных зон, они являются одновременно частью природно-экологического каркаса и неотъемлемым элементом транспортно-планировочного, что графически представлено в статье. В результате авторы разработали градостроительную модель, в которой различные группы факторов графически связаны с элементами природно-экологического и транспортно-планировочного каркасов, а также системами инженерного обеспечения и функциональными зонами города. Также в модели отображено объединение факторов в эколого-функциональную и социально-экономическую группы. Взаимосвязь между группами факторов и элементами функциональной структуры города основана на базовой модели структурной организации компонентов и типов застройки поселений региона. На следующем этапе авторами запланирована разработка методологии комплексного территориального планирования и проектирования береговых территорий городских (малых) рек на основании многокритериального анализа.
Ключевые слова: водно-зеленый каркас, городская среда, градостроительная модель, береговые территории, малые реки, урбанизированные территории
2.1.13 – Градостроительство, планировка сельских населенных пунктов
В рамках данной статьи представлены экспериментальные исследования бетона, армированного полипропиленовой фиброй двух геометрических размеров 6мм и 12 мм. Исследования проводились на образцах кубах 10×10×10 см и образцах призмах 10×10×40 см. Всего было испытано более 100 образцов. Задачи экспериментального исследования: испытания фибробетонных образцов на сжатие, анализировать полученных результатов, выявление изменения прочностных и деформативных характеристик в результате фибрового армирования. Испытания образцов показали увеличение прочности до 20%, а также влияние процента фибрового армирования на прочностные свойства. Был определен предельный процент фибрового армирования, при превышении которого происходит снижение прочностных свойств.
Ключевые слова: полиармироанный фибробетон, фибробетон, низкомодульная фибра, полипропилен, прочностные свойства
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия
Статья посвящена проектированию локальных очистных сооружений в городе Боровск Калужской области. Очистные сооружения играют важную роль в современном мире. Они необходимы для переработки сточных вод, чтобы те стали безопасны для экологии и могли быть сброшены в водоёмы или дренажные сети. Поскольку сброс неочищенных вод может принести за собой непоправимый вред для экосистемы, важно предусмотреть очистные сооружения в системе водоотведения населённого пункта. В статье рассмотрены задачи и значение очистных систем, их роль в жизни современных городов, а также подробно представлена поэтапная организация работ по устройству локальных очистных систем и их последующего ввода в эксплуатацию.
Ключевые слова: очистные сооружения, экосистема, водоотведение, сточные воды, модульные сооружения
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.10 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства
В статье описан практический опыт по восстановлению авторской живописи на примере Каменного храма «Сошествия Святого Духа» на Даниловском кладбище, г. Москва. Цель данной статьи - показать конкретные методологические решения в процессе реставрации, помогающие избежать ошибок в проектировании и сохранить историзм объекта.
Ключевые слова: архитектура, реставрация, научная реставрация, живопись в храме, объекты культурного наследия, подлинность, историзм