Переглянути статтю у PDF: Шевчук, Білобрицька, Гринчак
УДК 539.3
DOI: 10.33868/0365-8392-2021-4-268-71-78
© Л. В. Шевчук, канд. техн. наук, доцент кафедри вищої математики,
e-mail: ludmilashevchuk25@gmail.com,
ORCID: 0000-0002-5748-9527;
© О. І. Білобрицька, канд. техн. наук, доцент кафедри вищої математики,
e-mail: o.bilobrytska@ntu.edu.ua,
ORCID: 0000-0002-6751-6592;
© І. І. Гринчак, асист. каф. дорожньо-будівельних матеріалів і хімії
e-mail: ilonaborovyk@ukr.net,
ORCID: 0000-0002-8382-3824
(Національний транспортний університет)
ВПЛИВ НЕСУМІСНОСТІ ТЕРМОМЕХАНІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ НЕСУЧИХ ШАРІВ МОСТОВОЇ КОНСТРУКЦІЇ НА ЇЇ ТЕРМОНАПРУЖНИЙ СТАН
DOI: 10.33868/0365-8392-2021-4-268-71-78
Анотація. На базі теорії термопружності розглянуто задачу про термонапружений стан двошарового фрагмента мостової конструкції, що складається з металевої основи й асфальтобетонного верхнього шару, в умовах зміни температури навколишнього середовища за різних значень коефіцієнтів температурного лінійного розширення шарів. За допомогою методу скінченних елементів побудовані поля температурних напружень, деформацій і переміщень за різних значень термомеханічних характеристик шарів. Виконаний аналіз впливу значень термомеханічних параметрів на напружено-деформований стан системи. Показано, що зі збільшенням несумісності цих характеристик інтенсивності напружень і деформацій зростають. Знайдені зони концентрації цих функцій. Рекомендовано у проєктуванні мостів для уникнення їхньої передчасної деструкції використовувати матеріали з близькими значеннями термомеханічних параметрів.
Ключові слова: двошарова мостова конструкція, несумісність термомеханічних параметрів, поля термонапружень, скінченно-елементний аналіз.
References
1. Gulyayev, V. I., Gaydaychuk, V. V., Mozgovyy, V. V., Zayets, Yu. A., Shevchuk, L. V. Termopruzhnyi stan bahatosharovykh dorozhnikh pokryttiv // Monohrafiia – K. : NTU, 2018. – 272 p.
2. Gaydaychuk, V. V., Mozgovyy, V. V., Gustyelyev, O. O., Shevchuk, L. V. Analiz deformuvannia dorozhnoho pokryttia na metaleviiy plyti pivdennoho mosta // Promyslove budivnytstvo ta inzhenerni sporudy. – 2019. – No 1. – P. 31–39.
3. Gaydaychuk, V. V., Mozgovyy, V. V., Zayets, Yu. A., Shevchuk, L.V. Modeliuvannia napruzheno-deformovanoho stanu konstruktsiyi dorozhnoho odiahu pid diyeyu transportnykh navantazhen //Opir materialiv i teoriya sporud. – 2017. – V. 99 – P. 45–57.
4. Gaydaychuk, V. V., Mozgovyy, V. V., Zayets, Yu. A., Shevchuk, L.V. Chyselne modeliuvannia termonapruzhenoho stanu sharuvatoho pokryttia avtomobilnoyi dorohy //Opir materialiv i teoriya sporud. – 2017. – V. 98 – P.56–73.
5. Gulyayev, V. I., Gaydaychuk, V. V., Mozgovyy, V. V., Zayets, Yu. A., Shevchuk, L. V. Doslidzhennia termonapruzhenoho stanu konstruktsiy dorozhnoho odiahu // Promyslove budivnytstvo ta inzhenerni sporudy. – 2017. – No 1. – P. 6-12.
6. Gulyayev, V. I., Shevchuk, L. V., Kutsman, O. M. Sezonnyy pererozpodil poliv napruzhen v konstruktsiyakh sharuvatykh pokryttiv dorih pid diyeyu transportnykh navantazhen //Visnyk Natsionalnoho transportnoho universytetu 2018. V. 40. − P. 98−105.
7. Dmytrenko, Yu. I. Mekhanika kompozytnykh konstruktsiy pry vysokykh temperaturakh (Mechanics of composite structures at high temperatures) / Yu.I. Dmytrenko// – Fizmatlit, 2018. – 442 p.
8. Kucher, N. K. Prohnozirovaniye kharakteristik upruhosti sloistykh odnonapravlennykh uhleplastikov pri povyshennykh tyempyeraturakh (Prediction of the elastic characteristics of unidirectional laminated carbon plastics at elevated temperatures) / N.K. Kucher, R.A. Ryazanov // Visnyk NTUU «KPI», seriya Mashynobuduvannia, 2016. – №3 (78). – P.5-11.
9. Radovskiy, B., Mozgovoy, V. Ways to reduce low temperature cracking in Asphalt Pavements. / B. Radovskiy, V. Mozgovoy //In: 4th Eurobitume Symposium, Madrid. – 1989.
10. Yoder E. J. Principles of pavement design.// – New York. John Wiley & sons, INC. London. Chapman & Hall, Ltd. 1991.
11. Huliaiev, V. I., Haidaichuk, V. V., Hustieliev, O. O., Shevchuk, L. V. Thermal Stress State of Layered and Inhomogeneous Pavement // International Applied Mechanics, 2021. – Vol. 57, №1. – P. 86–96.
12. Gaydaychuk, V. V., Mozgovyy, V. V., Zayets, Yu. A. Certain Mechanisms of Thermostress Field Variations in Layered Pavement Structures // Strength of Materialsthis, 2020. – 52(6). – P. 930–938.
13. Kovalyev, Ya. N. Avtomobilnyye dorohi //– Minsk: Art Dizain, 2006, 352 с.
14. Radovskiy, B.S. Problemy mekhaniki dorozhno-stroitelnykh materialov i dorozhnykh odezhd //– K: Polyhraf Konsaltynh, 2003, 252 p.
15. Sendecki, J. Myekhanika kompozitnykh matyerialov //– T.2.M.: Mir, 1978, 566 p.
16. Tyeltayev, B. B. Deformatsii i napryazhyeniyia v nezhyestkikh konstruktsiyakh dorozhnykh odezhd //– Almata: Kazakhskaiya akadyemiiya transporta i kommunikatsiy im. M.Tynyshbayeva, 1999, 217 p.
17. Chang, N., Howes, F. Nyelinyeynyye sinhuliarno vozmushchyennyye krayevyye zadachi (//– M.: Mir, 1988, 247 p.
18. Bahia, H. U., Zeng, M., Nam, K. Consideration of strain at failure and strength in prediction of pavement thermal cracking // J AAPT. – 2000. – 69. – P. 497–535.
19. Bouldin, M. G., Dongré, R., Rowe, G.M., Sharrock, M. J., Anderson, D. A. Predicting thermal cracking of pavements from binder properties // AAPT. – 2000. – 69. – P. 455–496.
20. Chen, E. Y., Pan, G.E., Norfolk, T. S., Wang, O. Surface loading of a multilayered viscoelastic pavement. //– Road Mat Pav Des 12:849–874 (2011)
21. Herve, D. B., Louis, F. Mechanical tests for bituminous materials. Recent improvements and future prospects // – Proceedings of the Fifth international RILEM Symposium MTBM LYON 97/France/14-16 MAI 1997. – P. 353–355.
22. Molenaar, A. A., Li, N. Prediction of compressive and tensile strength of asphalt concrete // Int J Pav Res Tech. – 2014. – 7. – P. 324–331.
23. Mozgovyy, V. V., Onishchenko, A. M., Riznichenko, O. S. Metodyka proektuvannia asfaltobetonnykh shariv znosu dlia miskykh umov // Visnyk, 2010. – Chast.1. – P. 46–50.
24. Mozgovyy, V. V. Povysheniye hidroyizoliatsionnoyi sposobnosti asfaltobyetonnoho pokrytiiya // Problemy mekhaniki i stroityelstva transportnykh sooruzhyeniy: Trudy II Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konfyeryentsii. Almaty– 2015. – 54–60 p.
25. Kovalenko, A. D. Osnovy tyermoupruhosti //– K: Naukova Dumka, 1970, 239 p.
26. Novatsky, V. Dinamicheskiye zadachi //– M.: Mir, 1970, 256 p.
27. Pyeryelmuter, A.V., Slivker, V.I. Rashchyetnyye modyeli sooruzhyeniy y vozmozhnost ikh analiza //– M.: DMK Press, 2007, 600 p.