LINEBURG


<< Пред. стр.

страница 9
(всего 19)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

нитратов кальция и аммония трех разных концентраций:
87 88
Используя зависимость (1) с учетом (4) и (5) можно определить долговеч-
ность арматуры при заданном напряжении, уровне температуры и агрессив-
ности среды. Однако применимость зависимости (1) ограничена требованием
постоянства и напряжений, и температуры и концентрации агрессивной сре-
ды. Поэтому для решения задачи прогнозирования долговечности арматуры
при меняющихся напряжениях, температуре и концентрации агрессивной
среды необходимо применять ту или иную теорию накопления повреждений.
Например, можно использовать уравнение накопления повреждений в ви-
де:
dП/dt = A exp(??)/(1 – П)m, П(0) = 0. (6)
Интегрируя это уравнение при ? = const, найдем:
П = 1 – [1 - A (m + 1) t exp(??)]1/(m+1) (7)
Из условия разрушения П(tр) = 1, получим:
tр = В exp ( - ??), (8)
где обозначено В = 1/А(m + 1).
Как видно, уравнение кривой длительной прочности (8) полностью иден-
Рис. 2. – Зависимость параметра В от температуры и концентрации тично уравнению (1), а значит уравнение накопления повреждений (6) может
агрессивной среды. использоваться для описания кинетики коррозионного растрескивания арма-
туры, рассматриваемого как накопление повреждений. При этом коэффици-
енты А, ?, m в уравнении накопления повреждений могут быть функциями
температуры Т, концентрации агрессивной среды С, изменяющихся с течени-
ем времени, а напряжение ? также может изменяться с течением времени по
необходимому закону. Правда в этом случае для решения уравнения (6) и
определения уровня поврежденности (степени коррозионного растрескива-
ния) в произвольный момент времени необходимо будет решать уравнение
(6) численно.

Список литературы
1. Извольский В.В., Сергеев Н.Н. Коррозионное растрескивание и водород-
ное охрупчивание арматурных сталей железобетона повышенной и высокой
прочности. Тула. Изд-во ТГУ. 2001. 164 с.
Рис. 3. – Зависимость параметра ? от температуры.
2. Овчинников И.И. Моделирование коррозионного растрескивания армату-
Зависимость параметра В от температуры среды Т и концентрации агрес- ры при оценке долговечности предварительно напряженных армированных
сивной среды С можно описать зависимостью конструкций // Проблемы прочности элементов конструкций под действием
В (Т, С) = exp (14,2 – 0,08Т – 1,8С), (4) нагрузок и рабочих сред. Межвуз. науч. сб. 2004. Саратов. СГТУ, с. 50-56.
где Т измеряется в градусах, а С в долях единицы.
Зависимость параметра ? от температуры среды Т и концентрации агрес-
сивной среды С описывается зависимостью
? (Т, С) = 0,54 – 0,00012Т (5)
Из этой зависимости видно, что коэффициент ? не зависит от концентра-
ции агрессивной среды.

89 90
УДК 681.2.002 УДК 669.15`24`26:621.785
ИССЛЕДОВАНИЕ ЯВЛЕНИЯ КАВИТАЦИИ О ВЛИЯНИИ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ
В СИСТЕМАХ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ТЕРМОЦИКЛИРОВАНИЯ
Рудь А.Г., Севастьянов Б.Г. Семенова Л.М., Викуловский Р.В.
Многочисленные экспериментальные данные о влиянии термоциклиро-
Объектом исследования в данной работе является явление кавитации при
вания на свойства сталей говорят о серьезных внутренних измениях в аусте-
управлении группой центробежных насосов. В данной работе проведен ана-
ните, мартенсите, феррите во время фазового перехода. Варьируя число цик-
лиз существующих эмпирических и полуэмпирических формул для расчета
лов, возможно достижение принципиально различных структур, а следова-
показателей кавитации [1]. Настоящая работа посвящена исследованию ме-
тельно и свойств. Многократные фазовые преходы позволяют накапливать и
тодов управления группой центробежных насосов, а также синтезу алгоритма
выявлять незначительные изменения в системе, которые выражаются в по-
принятия решений, исключающего явление кавитации.
вышении комплекса механических свойств.
Для обеспечения бескавитационной работы насосов на заводах -
Рассмотрение влияния внешнего магнитного поля на изменение условий
изготовителях проводятся испытания для каждой серии. Испытания прово-
фазовых равновесий, механизм, кинетику превращения при термической об-
дятся при разных подачах в рабочей области насоса. Однако, это не исключа-
работке стали дает возможность сделать определенные выводы о характере
ет кавитационных режимов. По материалам [2] на шахте им. А.Ф. Засядько
такого влияния. Во-первых, имеет место энергетическое влияние магнитного
среди неполадок в работе насосов главного водоотлива, очень часто наблю-
поля, обусловленное разницей намагниченности исходных фаз и продуктов
даются кавитационные режимы, в результате чего, кроме работы на пони-
превращений. Во-вторых, воздействие магнитным полем приводит к усиле-
женном КПД и производительности, наблюдался быстрый износ рабочих
нию процессов своеобразного магнитного расслоения неферромагнитной
колес вследствие кавитационной эрозии.
матрицы (аустенита), обусловленного образованием ансамбля ферромагнит-
На промышленных предприятиях также сталкиваются с проблемой эф-
но-упорядоченных кластеров, которые, воспринимая энергию внешнего поля
фективного управления группой насосов. Часто насосы используются не на
через магнитострикционные напряжения, изменяют поля упругих сил в мик-
полную мощность из-за возникающем в них явлении кавитации. В результа-
рообьемах атомной решетки матрицы,что приводит к снижению энергии об-
те этого анализа очевидно, что необходимо разработать средства контроля и
разовния зародышевого центра ферромагнитной фазы (продукты реакции)
защиты насосов от кавитационных режимов [3].
критического размера. В-третьих, магнитное поле изменяет кинетику пре-
Проведён анализ ситуаций, способствующих появлению кавитации при
вращений, что вызвано, с одной стороны, снижением термодинамического
ручном управлении. В настоящее время разрабатывается алгоритм принятия
потенциала ферромагнитной, а с другой – локальным приростом свободной
решений при регулировании группой центробежных насосов, не допускаю-
энергии исходной неферромагнитной фазы в микрообъемах с ближним спи-
щий кавитационные явления. Моделирование производится в среде MathСad.
новым порядком. Представляется интересным с научной точки зрения ис-
Предпринята попытка выявить совершенные методы расчета насосов и
следовать изменения структуры и свойств металла при проведении термо-
исполнительных механизмов, имеющих большое практическое значение в
циклирования в магнитном поле. Создается установка для осуществления
промышленных технологиях. В настоящей работе основной задачей является
проведения эспериментальных работ по оценке влияния магнитного поля на
разработка модели явления кавитации и синтез алгоритма принятия решений,
структуру, фазовый состав и свойства стали при ТЦО.
исключающий явление кавитации. Конечным результатом работы должно
быть снижение вероятности появления кавитации при автоматическом регу-
лировании.
Список литературы
1. Ломакин А.А. Центробежные и осевые насосы. - Ленинград.: «Машино-
строение», 1966г.
2. Шаповалов Б.Т. Электрооборудование насосных станций. Учеб. пособ. М.,
«Высшая школа», 1974г.
3. Ю.А.Солин, А.Е. Замарев, А.Е.Кузнецов, В.А.Храмов АСУТП дожимной
насосной станции // Промышленные АСУ и контроллеры 2000, №2




91 92
УДК 681.2.002 1) Динамику убывания прочности образца с увеличением его длины до
ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ РАЗМЕРНОГО ЭФФЕКТА сих пор не удаётся адекватно описать с помощью какой-либо общепризнан-
НА ДИНАМИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ ОБРАЗЦА ной математической модели, включая и широко используемую модель Вей-
ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ЕГО ДЛИНЫ булла, в которой предполагается независимость прочностных характеристик
соседних микрообъемов.
Сиделев А.А.
2) Существующие модели либо не позволяют вообще оценить степень
разброса с увеличением длины образца, либо прогноз даёт неудовлетвори-
При расчетах прочности изделий сложной конфигурации весьма актуаль- тельные результаты.
на проблема учёта влияния так называемого размерного эффекта, называемо-
Целью настоящей работы как раз и является создание стохастической мо-
го так же масштабным эффектом или масштабным фактором. Его существо дели прочности образца с простой геометрией, доведенной до уровня обще-
заключается в увеличении прочности, при уменьшении размера образца при доступной инженерной реализации, позволяющей при увеличении длины
подобном напряжённом состоянии.
образца адекватно прогнозировать как уменьшение средней динамической
При попытках решения этой проблемы даже для изделий с относительно прочности, так и изменение характеристик разброса (Cv).
простой конфигурацией (стержни, канат, швеллер, волокна, проволока, нить При создании требуемой математической модели будем рассматривать
(стеклянные, борные, хлопковые) и т.д.) исследователи встретились с боль-
изменение динамической прочности ? по длине нити как реализацию неко-
шими трудностями при описании динамики снижения прочности образца при
торого случайного процесса (СП) ? (t ) , где вместо обычного времени t бу-
росте его длины и выявлении закономерностей изменения её мер разброса
дет использована координата соответствующей точки нашей нити.
[1].
При таком подходе удаётся учесть два важнейших предположения:
Анализ многочисленных публикаций (проанализировано свыше 500 ра-
1. Между соседними участками (микроучастками) существует связь
бот), касающихся “простых" объектов при испытании на динамическую
2. Разрыв образца происходит в том месте, где прочность минимальна
прочность показал устойчивое уменьшении динамической прочности об-
(классическая модель слабейшего звена).
разца с увеличением его длины, но характеристики разброса, например,
Задача по существу заключалась в том, чтобы по реальным эксперимен-
коэффициент вариации Cv, ведут себя в абсолютном большинстве работ
тальным данным восстановить негауссовский СП ? (t ) , который обеспечит
крайне неустойчиво. Вместе с тем в нескольких работах отмечается убывание
Cv, а в ряде работ (свыше 20) выявлена устойчивая тенденция роста Cv. При
требуемую динамику изменения с ростом длины нити l средней динамиче-
этом не обнаружено ни одной работы, в которой бы целенаправленно иссле-
ской прочности ? (l ) = inf ? (t ) при t ? [0, l ] и её коэффициента вариации
довалась причины этих флуктуаций. Однако удалось заметить [1], что там,
Сv.
где флуктуации были наивысшими, образцы (например, отрезки волокна)
АЛГОРИТМ МОДЕЛИРОВАНИЯ ? (t )
отбирались случайным образом (то, что в планировании эксперимента назы-
вается рандомизация). Моделируется гауссовский (однородный стационарный эргодический СП)
М (? (t )) = а1
Это дало основание для предположения, что процедура отбора объектов
? (t ) с и корреляционной функцией
для испытания играет принципиальную роль. Чтобы её проверить, в исследо-
R (? ) = 61 ? exp(? а 2 t ) cos(a 3 t )
2
вательской лаборатории №6 КТИ ВолгГТУ (Рук. Назарова М.В) был прове-
ден специальный эксперимент с хлопковыми нитями, которые испытывались
Вид КФ определён заранее по результатам обработки экспериментальных
на динамическое растяжение на специальной установке. Нарезка кусков ни-
данных.
тей производилась последовательно из одной бобины.
Были сформированы 5 выборок по 100 элементов из отрезков различной
длины: 3, 5, 8, 10 и 50 см. по следующей процедуре: последовательно нареза-
ли 100 отрезков длиной по 3 см + 1 см на зажимную длину по 0.5 см с обеих
сторон, затем также последовательно формировалась выборка из отрезков
длиной 5 см +1см и т.д. Именно в таком порядке они и испытывались на раз-
рывной машине и именно в таком порядке протоколировались результаты
эксперимента. Эксперимент показал, что при таком способе формирования
выборок наблюдаются стабильные рост Cv и уменьшение средней динамиче-
ской прочности образца с ростом его длины.
Анализ существующих моделей показал что: Рис.1 – Поведение эмпирической автокорреляционной функции.


93 94
? (t ) ? (•) ное поведение Cv. Разумеется, что если попытаться спрогнозировать поведе-
Искомый негауссовский СП строился с помощью оператора
ние объектов других длин по выборке, сформированной (нарезанной) слу-
? (t ) = ? (? (t )) ? ?( Z ) > 0
где при Z>0, фактически задающего безынерци- чайным образом, то будут получены ошибочные результаты
онное нелинейное преобразование СП. Вид ? (•) определяется по специаль-
Табл. 2. Характеристики выборок сформированных случайным образом.
но разработанной методике. Для апробации разрабатываемой модели исполь-
зовали проведенный эксперимент с хлопковыми нитями. длина MX Сv
2 3 см 474,08 0,118
При оценке параметров а1 , а 2 , а 3 ,6 задействовали информацию только
1 5см 473,64 0,101
о характеристиках прочности трёх сантиметровых кусков. 8см 468,96 0,102
Была смоделирована достаточно длинная дискретная (квантованная) реа- 10 см 451,105 0,095
лизация ? (t ) , каждое значение которой принималось равным прочности 50 см 401,093 0,132

нити длиной 0.5 см (т.е., грубо говоря, шаг моделирования был выбран рав-
ным 0.5см). Такую дискретную реализацию также называют временным ря-
дом.
Из полученной “длинной” реализации сначала “нарезались” трёхсанти-
метровые куски по следующей схеме. Из значений СП первых восьми точках
первая и восьмая точки были изъяты (они “израсходованы” на зажим) и най-
ден минимум значений ? (t ) среди точек с номерами от второй до седьмой
включительно, т.е. смоделирована динамическая прочность первого трёхсан-
тиметрового отрезка. Для второго отрезка-образца выделялись точки с номе-
рами от 9 до 16 включительно и т. д. (По аналогичной схеме нарезались и Рис.2 – Поведение Cv при различных способах формирования выборок.
куски больших длин.)
В таб.3 приведены результаты прогнозирования прочности нитей других
Результаты прогнозирования характеристик динамической прочности
длин по выборке из трёхсантиметровых образцов, сформированной случай-
отрезков длиной 5,8,10,50 см. и сравнения их с результатами контрольных
ным образом.
экспериментов собраны в таблице 1.

Табл. 3. Результаты прогноза по выборке сформированной случайным образом.
Табл. 1. Сравнительные характеристики.

длина MX - расчетное Сv-расчетное
длина MX- MX - Сv- Сv-
3 см 474,08 0,118
контрольное расчетное контрольное расчетное
5см 464,34 0,12427
3 см 478,75 478,75 0,094 0,094
8см 452,12 0,12969
5см 468,2 470,881 0,0954 0,096
10 см 444,76 0,13421
8см 457,727 460,6 0,103 0,102
50 см 379,44 0,19038
10 см 448,24 454,53 0,105 0,106
50 см 399,13 399,66 0,135 0,137 Из-за недостатка места не приводятся другие полученные с помощью
описанной выше имитационной модели результаты, проясняющие другие
Помимо этого с помощью критерия Колмогорова-Смирнова была прове- аспекты проявления размерного эффекта. Бесспорная удача в построении
рена гипотеза о принадлежности одной и той же генеральной совокупности скалярной модели открывает новые возможности в построении эффективных
контрольных и расчетных выборок. имитационных моделей случайных полей.
Очевидная адекватность модели позволила ответить на вопрос о том, по-
чему в других публикациях Cv ведет себя нестабильно? Список литературы
Для этого из той же исходной реализации СП с помощью датчика равно-
1. Белов В.Н. Математические модели временных процессов в разных облас-
мерно распределённых случайных чисел были «надерганы» отрезки одинако-
тях науки и техники. Том 2. Стохастические модели временных процессов.
вых длин и рассчитаны Мх и Cv этих по-новому сформированных выборок.
Волгоград: Политехник, 2002 – 215 с.
Легко видеть, что если элементы отбирать случайным образом, а не
брать их последовательно из единой нити то, как раз получается нестабиль-

95 96
УДК 621.791. 76: 621.7.044.2 УДК 669.15`24`26:621.785
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ АЗОТИРОВАННОГО СЛОЯ РАЗРАБОТКА БАЗЫ ДАНЫХ ПО МЕТАЛЛОГРАФИИ
НА ТЕРМОСТОЙКОСТЬ СТАЛЕАЛЮМИНИЕВОГО КОМПОЗИТА
Триголос Г.В.
Строков О.В., Лысак В.И., Кузьмин В.И.
Возникновение и становление экспертизы по металлографии с использо-
Изготовленные с помощью сварки взрывом композиционные сталеалю- ванием компьютерных технологий примет в скором времени значение перво-
миниевые переходники широко применяются в цветной металлургии в токо- степенной важности. В работе поставлена цель создания базы данных по ме-
подводящих устройствах алюминиевого электролизера, т.к. обеспечивают таллографическим структурам. Во-первых, база должна хранить необходи-
стабильную высокую прочность соединения по всей площади контакта слоев, мую и в тоже время подробную информацию об образцах. Во-вторых, она
отсутствие хрупких интерметаллидов, практически нулевое переходное элек- должна быть такой, чтобы ее в равной степени можно было бы использовать
тросопротивление переходника. Однако, последующая приварка переходника как в учебных, так и в экспертных целях. База должна содержать (хранить)
и эксплуатация его при повышенных температурах могут привести к проте- не только те данные, по которым будет осуществляться поиск, но также и
канию диффузионных процессов, в результате чего на границе алюминия со подробные данные, поиск по которым не осуществляется, но ознакомление с
сталью образуются хрупкие интерметаллиды, резко снижающие прочность которыми поможет эксперту решить ряд вопросов. База данных содержит все
сварного соединения. необходимые поля, начиная с общих сведений, общего вида и постепенно
На основе анализа проведенных исследований на кафедре сварочного переходя к идентификационным признакам шлифов. Поиск производится по
производства Волгоградского государственного технического университета следующим параметрам: наименование образца, дата обнаруже-
разработан новый способ получения композиционного сталеалюминиевого ния/поступления образца, регион обнаружения/поступления образца, тип
переходника с диффузионным барьером, заключающийся в предварительном разрушения, твердость по Роквеллу, микротвердость, дефекты, содержание
азотировании стальной заготовки и последующим плакированием её толстым элементов и примесей, вид обработки. Интерфейс пользователя базы содер-
алюминием. Проведенные исследования показали, что для обеспечения диф- жит следующие пункты: главное меню программы, режим редактирования,
фузионного барьера достаточно на стальной свариваемой поверхности соз- режим просмотра, поисковая система. База данных только помогает сузить
дать азотированный слой толщиной 0,4-0,6 мм. групповую принадлежность. Часть работы выполняет по-прежнему человек.
Исследование влияния температуры нагрева и времени выдержки на К примеру, из 100 сталей с определенной закалкой и размером мартенситной
свойства и структуру сваренного взрывом сталеалюминиевого композицион- иглы база во время поиска осуществит выборку 10 сталей. Эксперт, визуаль-
ного материала показало, что прочность соединения композита Аl + Ст.3 с но сравнивая фотографии, находит нужную и знакомиться более подробно с
азотированным диффузионным барьерным слоем значительно выше чем технологией изготовления. Удобство поисковой системы состоит в том, что
прочность соединения обычного композита Аl + Ст.3 (без термохимической она поэтапно переходя от общего запроса к более детальному, позволяет на-
обработки). Так, при нагреве 400 0С и выдержке 10 час. композиционный блюдать результаты на каждом шаге поиска.
сталеалюминиевый переходник с азотированным слоем сохранял работоспо- Таким образом, получился новый тип базы данных. Новый в том плане,
собное равнопрочное соединение, в то время как прочность соединения что база позволяет не только по данному ключевому слову из множества
обычного сталеалюминиевого переходника резко снижалась. Это связано с сплавов оставить те, которые отвечают этому запросу, но и визуально срав-
тем, что на границе соединения алюминия со сталью образуется пленка нит- нивать объекты исследования, оперируя фотографиями образцов. В настоя-
рида алюминия AlN полностью исключающая протекание диффузионных щее время база данных насчитывает 1300 образцов и может быть использо-
процессов. вана в других сферах деятельности.
На базе полученных исследований разработана комплексная технология
получения композиционного переходника с диффузионным барьером, позво-
ляющая повысить надежность и долговечность токоподводящего анодного
узла алюминиевого электролизера, а также сократить потери электроэнергии.




97 98
УДК 681.3.016:519.765 УДК 681.2.002
ФОРМИРОВАНИЕ ЗАПРОСА ПО АНАЛОГИИ МОДЕЛЬ ТЕПЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ
СРЕДЫ НА ПОВЕРХНОСТЬ МНОГОСЛОЙНОЙ
Халатникова Н.А., Фоменков С.А.
ПЛАСТИНЧАТОЙ КОНСТРУКЦИИ
Щербаков А.Г.
На кафедре САПР и ПК ВолгГТУ была разработана база данных
структурированной физической информации в форме физических эффектов
(БД ФЭ). Принцип работы пользователя в системе заключается в Дорожная одежда проезжей части мостовых сооружений, как и дорожная
формировании поискового запроса. В результате проведенного анализа одежда на земляном полотне в основном устраивается из нескольких конст-
взаимодействия пользователя с БД ФЭ были сформулированы основные руктивных слоев такой толщины и из таких материалов, чтобы при передаче
потребности: обеспечение работы в системе без предварительного обучения, давления от тяжелых автомобилей на основание или плиту проезжей части
обеспечение возможности использования ранее задававшихся вопросов, моста не образовывалось заметных, нарушающих ровность дороги, остаточ-
снижение вероятности субъективной ошибки. ных деформаций ни в самих слоях, ни в основании.
Формальный язык системы является наиболее эффективным средством В качестве расчетных схем во всех случаях расчета дорожных одежд на
общения пользователя с системой. Однако неопытному пользователю сложно земляном полотне принимается многослойная пластинчатая конструкция на
перевести свой вопрос на язык системы. Для решения этой проблемы был упругом основании. В подавляющем большинстве работ посвященных расче-
разработам метод формирования запроса по аналогии. Каждый тип запроса ту дорожных одежд [1, 2, 3] приведенные расчетные схемы учитывают толь-
(согласно структуре ФЭ) был разбит на группы вопросов, которые может ко силовое внешнее воздействие и практически не рассматривают влияние
задать пользователь. Ко всем вопросам были приведены конкретные таких реально существующих внешних факторов, как воздействие темпера-
примеры и в соответствие каждому вопросу была поставлена структура на туры окружающей среды. Кроме того, в качестве расчетных механических
формальном языке. Пользователю требуется выбрать похожий (аналогичный) характеристик материала слоев многослойной конструкции дорожной одеж-
вопрос из предложенных. Далее, после уточнения только подходящих под ды принимаются характеристики полученные при 0°С, что никоим образом
запрос параметров, вопрос пользователя будет автоматически переведен на не отражает реальные условия работы дорожных одежд при положительных
формальный язык. Таким образом, данный метод на неосознанном уровне и отрицательных температурах, хотя в процессе эксплуатации диапазон из-
обучает пользователя формальному языку системы, исключая необходимость менения температуры может составлять от -40°С до +40°С. При таком изме-
предварительной подготовки. нении температуры реальное поведение дорожной одежды значительно от-
Инженеру при проектировании может потребоваться не раз работать с личается от расчетного, что приводит к преждевременному выходу конст-
ранее сформулированным запросом, изменяя некоторые параметры. Для рукции дорожной одежды из строя и или нерациональному расходу материа-
этого была спроектирована подсистема работы с ранее задававшимися лов.
вопросами. Пользователь может сохранить запрос и обратиться к нему позже. Температурный режим дорожной одежды является одним из основных
Также производится автоматическое сохранение последних запросов. факторов, определяющих вариации характеристик материалов слоев в про-
На каждом шаге формирования запроса по аналогии пользователю цессе эксплуатации.
предлагаются возможные готовые запросы из ранее задававшихся, В связи с этим весьма актуальной является проблема учета воздействия
удовлетворяющие текущему состоянию запроса. Пользователь может температуры окружающей среды при построении модели деформирования
выбрать любой из предложенных запросов и продолжить работу, многослойной конструкции дорожной одежды на мостовом сооружении.
предварительно откорректировав запрос при необходимости. Создание адекватной математической модели температурного воздейст-
Таким образом, использование метода формирования запроса по аналогии вия позволит достаточно точно назначать толщины слоев конструкции до-
позволит существенно снизить вероятность субъективной ошибки рожной одежды.
пользователя засчет приближения процесса формулировки запроса к Математическую модель деформирования состояния конструкции дорож-
потребности пользователя и автоматического перевода запроса на ной одежды при температурном воздействии можно представить рядом мо-
формальный язык. Поскольку пользователь видит, каким образом делей [4]: моделью теплопроводности многослойной конструкции и моделью
производится отражение его вопроса на язык системы, он постепенно теплового воздействия окружающей среды.
обучается и сможет эффективно работать с системой, используя формальный Модель теплопроводности многослойной конструкции сводится к изуче-
язык. нию пространственно-временного изменения основной физической величины
- температуры, характерной для данного явления, т. е. к нахождению зависи-
мости:


99 100
0,261; с2 = 0,771 ? 10-3, К-2; Ta0(t) – закон изменения суточной среднемесячной
T = f ( x, y, z, t ), (1)
температуры;
где х, у, z - пространственные координаты в декартовой системе, t - время.
[ ]
qc ,верх (t ) = ? c ,0 Ta , 0 (t ) ? Ts ,0 , ? c , 0 = 5,8 + 4,1 ? V , V = Vm ( H / H к ) n ,
Совокупность мгновенных значений температуры во всех точках изучае- (7)
мого пространства есть температурное поле. где ?с,верх - коэффициент конвективной теплоотдачи между окружающим воз-
Различаются стационарное и нестационарное температурные поля. духом и наружной верхней поверхностью; V, Vm - средняя скорость ветра на
Нестационарное температурное поле многослойной конструкции дорож- высоте Н и высоте флюгера Нк; п - параметр, характеризующий степень не-
ной одежды отличается тем, что температура любой ее точки изменяется с ровности местности.
течением времени, или, как образно говорят, «температура есть функция Для решения задачи о распределении температурного поля по толщине
пространства и времени» (неустановившееся состояние). Уравнение (1) есть многослойной пластинчатой конструкции принято, что имеет место одно-
математическая запись нестационарного температурного поля. мерный температурный перенос и распределение температуры по толщине
При стационарном температурном поле многослойной конструкции до- пакета определяется из решения совместной системы уравнений вида:
рожной одежды температура в любой ее точке не изменяется во времени, т. е.
?Т j ? 2T j
является функцией только координат (установившееся состояние): = аj , j = 1, 2, 3, 4, (8)
?t ?z 2
?T j
T j = Ф( x, y, z ), =0 (2) где а – коэффициент температуропроводности j слоя.
?t
При достаточно медленном изменении внешних температурных условий
Для определения температурного поля в конструкции многослойной до-
можно считать, что теплоперенос в многослойной дорожной одежде имеет
рожной одежды применяется уравнение теплопроводности [5], которое для
стационарный характер, тогда для определения закона распределения темпе-
случая независимости температурных характеристик от температуры и коор-
ратуры по толщине четырехслойной пластинчатой конструкции при условии,
динат имеет вид:
что заданы температуры нижней Тниж и верхней Тверх поверхностей много-
?T j ? ? 2T ? 2T ? 2T ? слойного пакета, нужно решить систему уравнений вида:
= a j ? 2 + 2 + 2 ?, (3)
? ?x ?z ?
?t ?y ? 2T j
? ?
= 0 , j = 1, 2, 3, 4, (9)
аj
где a j – коэффициент температуропроводности j слоя. ?z 2
с соответствующими граничными условиями:
При построении модели теплового воздействия окружающей среды счи-
- Граничное условие первого рода состоит в задании распределения тем-
тается, что поверхность многослойной пластинчатой конструкции подверже-
пературы по поверхности тела в любой момент времени, т. е. в нашем слу-
на действию [4]: изменения температуры воздуха; солнечной радиации; ат-
чае:
мосферным излучениям и вынужденной конвекции воздуха (рис. 1), а также
Т1 (z1 ) = Tниж ; Т 4 (z5 ) = Tверх (10)

<< Пред. стр.

страница 9
(всего 19)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Copyright © Design by: Sunlight webdesign