Сборник статей по итогам Международной научно практической конференции 04 мая 2018
 Скачать 2.25 Mb.
|
Список использованной литературы:ГОСТ 12801 - 98 Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний (с Изменением N 1) ГОСТ 31015 - 2002. Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон щебеночно - мастичные. Технические условия Костин В. И. Щебеночно - мастичный асфальтобетон для дорожных покрытий: Учебное пособие. © Павлова Л.В., Миргородский В.А. , 2018 Миронова М. М. Магистрант кафедры строительных конструкций ФГБОУ ВПО «Санкт - Петербургский государственный архитектурно - строительный университет» КОСОК ВНЕЦЕНТРЕННОЕ СЖАТИЕ ФИБРОБЕТОНААннотация:Косоизгибаемыеэлементывстроительнойпрактике встречаютсядостаточночасто,однакодляфиброжелезобетонныхэлементов задачаоценкипрочности внашейстраненерегламентированасовременныминормативнымидокументамииболеетогоранеенерассматривалась.Исследования,выполненныерядомавторов,создалипредпосылкидлявозможностиприменениявысокопрочнойарматурыбезпредварительного напряжения в изгибаемых элементах. В данной статье сделанапопыткаиспользованиявысокопрочнойарматурывкосоизгибаемыхфиброжелезобетонных элементах без предварительного напряжения. Решена задачачисленного исследованиякосоизгибаемыхжелезобетонныхифиброжелезобетонныхэлементоввпрограммномкомплексеANSYS. Ключевыеслова:комплекс, строительство,инновации,железобетон,сжатие,деформация В связи с расширением области использования фиброжелезобетонных конструкций в России и зарубежных странах становятся актуальными исследования напряженно - деформированного состояния, прочности, трещиностойкости таких конструкций, в том числе в условиях сложных деформаций. Существующие тенденции к проектированию и возведению уникальных зданий и сооружений как по архитектурной форме и планировке, так и по условиям их эксплуатации привели к тому, что конструктивные элементы, испытывающие сложное напряженное состояние, в частности косой изгиб, встречаются все чаще. В условиях косого изгиба работают крайние сборные железобетонные прогоны, уложенные по верхним поясам ферм или скатным балкам покрытия, подкрановые балки, горизонтальные элементы фахверков наружных стен каркасных зданий, фундаментные и обвязочные балки, бортовые элементы оболочек, стеновые панели и т.д. Первые предложения по расчету прочности косоизгибаемых железобетонных элементов были представлены еще в 30 - х годах XX века, однако в их основе заложены представления об упругом деформировании железобетона, что не соответствует действительной работе материала. С появлением в СССР методов расчета по разрушающим усилиям и предельным состояниям исследования сложно деформируемых железобетонных элементов стали достаточно популярны. Экспериментально - теоретические исследования прочности нормальных сечений железобетонных элементов при воздействии косого изгиба проводили М. С. Торяник, П. Ф. Вахненко, Л. И. Сердюк, С. И. Глазер, Б. С. Чуприна и многие другие. Современные отечественные исследования в области расчета косоизгибаемых железобетонных элементов охватывают случай динамического нагружения. Научные публикации зарубежных ученых в большинстве описывают общий случай косого изгиба – косое внецентренное сжатие, когда изгибающий момент вызывает продольная сила, приложенная с эксцентриситетом относительно главных осей инерции поперечного сечения железобетонного элемента, а также случай воздействия косого изгиба (осевая сила равна нулю) на консольный жестко защемленный элемент. Несмотря на то, что были проведены обширные экспериментально - теоретические исследования прочности косоизгибаемых железобетонных элементов, охватывающие элементы различные по форме поперечного сечения (прямоугольные, двутавровые и пр.), по применяемому бетону (на основе тяжелого бетона, керамзитобетона и пр.), по расположению регулярной арматуры, в том числе как с предварительным напряжением, так и без и пр., все они достаточно разобщены и практически не нашли отражения в современных нормативных документах, регламентирующих проектирование бетонных и железобетонных элементов в нашей стране. На сегодняшний день расчет прочности косоизгибаемых железобетонных элементов согласно СП 63.13330.2012 рекомендовано выполнять по нелинейной деформационной модели, либо по предельным усилиям по методике, изложенной в пособии к СП 52 - 101 - 2003. Для повышения надежности строительных конструкций и предотвращения возможности их прогрессирующего разрушения целесообразно применение в железобетонных элементах фибрового армирования. Для фиброжелезобетонных элементов характерна вязкость при разрушении, которая оцениваться увеличением площади под кривыми нагрузка - перемещение или напряжения - деформации. Кроме того, повышенная трещиностойкость фибробетона способствует созданию “среды” для применения высокопрочной арматуры без предварительного напряжения, что представляет исключительно актуальную задачу. Гипотеза об эффективности использования высокопрочной арматуры в изгибаемых фиброжелезобетонных элементах без предварительного напряжения подтверждена экспериментальными исследованиями ряда авторов. В действующих в нашей стране строительных нормах, регламентирующих проектирование сталефибробетонных элементов СП 52 - 104 - 2006*, не рассмотрен случай косого изгиба. Анализ научной литературы показал, что экспериментально - теоретические исследования косоизгибаемых фиброжелезобетонных элементов, в том числе армированных высокопрочной арматурой без предварительного напряжения, ранее не проводились, что свидетельствует об актуальности решения поставленной задачи. Использование современных “мощных” программных комплексов, основанных на методе конечно - элементного анализа, для исследования напряженно - деформированного состояния (НДС) элементов конструкций достаточно распространенное явление. Преимущества численного исследования элементов конструкций заключаются в возможностях: изменения исходных данных (геометрии сечения, характеристик материалов и пр.), схем нагружения и опирания; изучения большого количества образцов при меньших материальных и временных затратах, чем испытания лабораторных образцов; моделирования условий работы элемента максимально приближенных к реальным, особенно актуально для случаев, когда проведение лабораторных или натурных испытаний разрушающими методами по каким - либо причинам не возможно; получения в результате расчета множества данных (изополей напряжений, графиков прогибов и пр.) необходимых для оценки НДС элемента на любом этапе нагружения; планирования лабораторных испытаний и учета различных факторов, влияющих на “чистоту” эксперимента и пр. Одним из лидеров систем автоматизированного инженерного анализа является программный комплекс ANSYS. Различные исследования прочности изгибаемых железобетонных элементов, в том числе усиленных фиброармированными пластиками, а также элементов из фиброжелезобетона в конечно - элементном комплексе ANSYS проводились как в нашей стране, так и за рубежом, многие, из которых подкреплены результатами лабораторных испытаний. Численный анализ сложного напряженного состояния фиброжелезобетонных балок – при воздействии изгиба с кручением, представлен в работе. Однако такого рода исследования предполагают решение частных задач. Вопрос численного моделирования косоизгибаемых фиброжелезобетонных элементов ранее не рассматривался. В рамках исследования выполнен численный анализ косоизгибаемых железобетонных и фиброжелезобетонных элементов, в том числе с высокопрочной арматурой без предварительного напряжения, в программном комплексе ANSYS. Список использованной литературы:Торяник М. С., Вахненко П. Ф., Фалеев Л. В. и др. Расчет железобетонных конструкций при сложных деформациях. М.: Стройиздат, 1974. 295 с. Вахненко П. Ф. Современные методы расчета железобетонных конструкций на сложные виды деформаций. Киев: Будiвельник, 1992. 112 с. © Миронова М. М., 2018 Назаров А.И., магистр 2 курса УГАТУ, г. Уфа. Научный руководитель: Жернаков С.В. Д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Электроники и биомедицинских технологий» УГАТУ, г. Уфа. ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СОВРЕМЕННЫХ ЭЛЕКТРОКАРДИОСТИМУЛЯТОРОВАннотация В статье рассмотрены состояние современных зарубежных и отечественных электрокардиостимуляторов (ЭКС), тенденции их развития, а также направления по решению основных технологических проблем. Ключевые слова: электрокардиостимулятор, энергопотребление ЭКС, МРТ - обследование с ЭКС, системы идентификации ЭКС. На сегодняшний день в связи с постоянно ухудшающейся экологической обстановкой, повышением уровня стресса и темпа жизни у многих людей, под влиянием этих факторов, начинают развиваться различные заболевания. В современном мире наиболее частой причиной смерти людей являются сердечно - сосудистые заболевания (ССЗ). По оценкам Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) на 2015 год от ССЗ умерло 17.7 миллиона человек, что составило 31 % всех смертей в мире на тот год. В связи с этим, люди, страдающие от ССЗ или подвергающиеся высокому риску таких заболеваний, нуждаются в раннем выявлении данных заболеваний или оказании помощи путем консультирования, приема лекарственных средств или использования специальных устройств медицинского назначения. Одним из видов таких устройств являются электрокардиостимуляторы (ЭКС). Электрокардиостимулятор - это прибор, воздействующий на собственный ритм сердца (поддержание или «навязывание» ритма) с помощью стимулирующих электрических импульсов, созданных ЭКС. Одним из видов таких устройств являются имплантируемые электрокардиостимуляторы, предназначенные для людей, которым необходима постоянная поддержка ритма сердечных сокращений. С момента создания первых ЭКС, имевших большие размеры и приковывавших пациентов к больничной койке, а также не обладавших большими функциональными возможностями и удобством управдения, прошло около 60 лет. Этот период времени характеризуется как этап их стремительного, даже взрывного и прорывного развития. Это стало возможным благодаря тесному сотрудничеству хирургов, инженеров, врачей, химиков, пациентов и бизнесменов. На сегодняшний день современные имплантируемые ЭКС представляют собой миниатюрные устройства, обладающими большими функциональными возможностями, позволяющими вести комфортную и безопасную жизнедеятельность. А такие функции как частотная адаптация позволяют вести даже активный образ жизни, что ранее было непосильной задачей для больных с ССЗ. Расширение функциональных возможностей современных ЭКС напрямую связано с развитием современных информационных технологий и электроники, поскольку в основе формирования и выбора того или иного стимулирующего импульса лежит электронная схема управления. В частности, микроконтроллер, хранящий информацию и принимающий решения, в виде «задающих» импульсов, которые собственно и создает стимулирующий импульс, а также осуществляют комплексный процесс управления другими электронными компонентами ЭКС. Среди российских производителей ЭКС – две компании: предприятие «Ижевский механический завод» (выпускает ЭКС под маркой «Байкал») и ЗАО «Кардиоэлектроника» («Юниоры»). Основные зарубежные производители ЭКС – это компании Medtronic, Vitatron, Biotronic, Sorin Group, St Jude, Boston Scientific. Суммарно, в России на долю лидирующих российских предприятий приходится около три четверти в натуральном и около трети в стоимостном выражении. По оценкам экспертов, среднегодовые темпы роста мирового рынка кардиостимуляторов составят около 9,3 % . Если сравнивать между собой отечественные и импортные ЭКС, то последние традиционно считаются более функциональными и надежными. Хотя отечественным производителям в последнее время удалось добиться внедрения тех функций, которые уже давно присутствовали в их зарубежных аналогах, а именно: функция Switch mode (определение наличия у больного фибрилляции и трепетания предсердий и автоматическое переключение на другой режим стимуляции), функция частотной адаптации, позволяющая вести активный образ жизни, и другие функции. Всё же множество дополнительных функций, которые позволяют врачу настраивать ЭКС наиболее точно для более комфортной жизни пациента, а также для достоверного сбора и передачи информации, в большинстве случаев имеются только в импортных моделях устройств. При эксплуатации ЭКС возникает ряд технических проблем, которые ухудшают работоспособность устройства. К таким проблемам можно отнести: проблему энергопотребления ЭКС, уязвимость к сильным внешним электромагнитным полям, отсутствие систем идентификации, ошибки в сборе и передачи информации о состоянии сердца / устройства. На сегодняшний день, вероятно, самой главной проблемой в разработке и эксплуатации ЭКС является проблема быстрой «разрядки» элемента питания, так как при замене батареи необходимо менять и сам кардиостимулятор, а это связано как с необходимостью хирургического вмешательства и возможными медицинскими осложнениями, а также и с дополнительными финансовыми затратами. В прошлом были предприняты попытки, в качестве биогенных источников питания, использовать радиоизотопные источники или топливные элементы, основанные на химической энергии глюкозы в крови пациента. Однако такие способы в полной мере себя не оправдали, и на сегодняшний день в качестве одного из альтернативных решений к данной проблеме предлагается разрабатывать ЭКС, на основе альтернативной энергии пьезоэлементов, генерирующих электрическое напряжение под действием механических факторов. Например, исследователи Джон Роджерс и Йонганг Хуанг разработали тонкие ленты из инкапсулированного цирконата - титаната свинца, широко используемый в практике в виде поляризованной пьезокерамики. Эти ленты окружены гибким, биосовместимым пластиком, с встроенной в систему перезаряжаемой батареей и выпрямителем. В такой системе само сердцебиение будет источником механических напряжений для пьезоэлеметов. Следует упомянуть, что в результате воздействия электромагнитных полей может произойти нарушение работы кардиостимулятора или даже его отказ. В частности, людям с имплантированным ЭКС строго запрещено МРТ - обследование без предварительного обсуждения. Чувствительность электрокардиостимулятора к внешним помехам в значительной степени зависит от его конструкции и схемы. Эти ограничения вызвали ряд модификаций: уменьшение числа ферромагнитных компонентов для снижения магнитной восприимчивости и магнитного притяжения; замена язычкового переключателя датчиком Холла для ликвидации его непредсказуемого поведения; замена электронных фильтров для предотвращения повреждений источника питания; разработка новых программ, «зашитых» в микроконтроллер ЭКС, для предотвращения нежелательного ингибирования устройства и возникновения конкурирующих ритмов при обработке информации ЭКС. Многим известно, что первичная настройка ЭКС проводится лечащим врачом с помощью специального устройства – программатора, причем настройка происходит удаленно, а это открывает потенциальное возможности для взлома кардиостимулятора злоумышленниками для нанесения вреда пациенту с ЭКС. Вследствие этого, возникла проблема отсутствие каких - либо систем идентификации ЭКС. И хотя, казалось бы, решением этой проблемы является внедрение технологий криптографии, уже давно и успешно применяемых в системах безопасности аппаратно - программных средств различного назначения, в области ЭКС имеются определенные трудности. Это связано с тем, что имплантируемые устройства ограничены в размерах и запасах энергии, внедрение дополнительных функций потребует расширение памяти устройства и значительно повысит его энергопотребление, что в конечном итоге скажется на его работоспособности. Данная проблема относительно нова и каких - то прорывных решений в данной области на сегодняшний день не предлагается. Однако, можно ожидать в будущем разработку специальных криптографических чипов и стандартизированных наборов программ идентификации для устройств с малой памятью и низким энергопотреблением. В заключение можно сказать, что приведенные выше проблемы проектирования и эксплуатации ЭКС и их решения далеко не единственные. Существуют и другие направления, способные улучшить жизнь пациентов с ЭКС. Модификации имплантируемых кардиостимуляторов могут быть использованы и в других имплантируемых устройствах, что в целом приведет к значительному увеличению продолжительности жизни людей. А значит, описанные выше проблемы особенно актуальны на сегодняшний день. Список используемой литературы:António M Ferreira, Francisco Costa, António Tralhão, Hugo Marques, Nuno Cardim, and Pedro Adragão. MRI - conditional pacemakers: current perspectives. - 2014 O.Aquilina. A brief history of cardiac pacing. – 2006 Yonggang Huang, John A. Rogers, Dae - Hyeong Kim, Nanshu Lu. Materials for stretchable electronics in bioinspired and biointegrated devices. – 2012 © Жернаков С.В., Назаров А.И., 2018 Овчинников Е.В.магистрант 1 курса, факультет технического сервиса в АПК ФГБОУ ВО Омский ГАУ Шонов А.Е.магистрант 1 курса, факультет технического сервиса в АПК ФГБОУ ВО Омский ГАУ Шмидт А.Н.магистрант 1 курса, факультет технического сервиса в АПК ФГБОУ ВО Омский ГАУ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ, ПРЕИМУЩЕСТВО В ЭКОНОМИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИАннотация: Обоснована актуальность проблемы электросбережения. Представлены средства и мероприятия по повышению экономии электроэнергии. Следует продолжить поиск путей повышения электросбережения. Ключевые слова: Электроэнергии, электроприборы, энергосбережение, мероприятия, эффективность. ВведениеЭкономия электроэнергии - крайне важный аспект жизни современного человеческого общества, затрагивающий и производственную сферу, и быт каждого отдельно взятого индивидуума [1]. Ведь неразумное потребление дорогостоящего вида энергии может привести к весьма значительным тратам, что может существенно сказаться как на благосостоянии человека, так и на развитии предприятия. Вопрос экономии электроэнергии и средств на ее оплату встает все острее, особенно с введением социальных норм потребления электроэнергии. Поэтому гражданам, домовладельцам и руководителям предприятий приходится искать резервы для снижения расходования электричества. |