_____________________________
"__" ___________________ 20__ г.
Аннотированный отчет за 2017 год
1. Наименование проекта «Надежность стержневых систем с регулируемым напряжен-но-деформированным состоянием при статических и динамических воздействиях. Этап 2017 года». Код 67.03.03
2. Кафедра строительной механики
3. Научный руководитель проекта Себешев Владимир Григорьевич,
канд. техн. наук, профессор
4. Источник финансирования – инициативная
5. Текст аннотации
5.1 Основные достигнутые научно-технические результаты
Назначение
Совершенствование и уточнение расчетов надежности гармонически нагруженных систем при частотах воздействий, близких к резонансным; прогнозирование и использование для прикладных расчетов надежности выявленных общих свойств функции вероятности отказа деформируемых систем с регулируемым напряженно-деформированным состоянием.
Описание, характеристики
Исследованы особенности вероятностных свойств коэффициента динамичности как наиболее информативной характеристики напряженно-деформированного состояния системы, обусловленные большими градиентами амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) в областях собственных частот. Аналитически и приближенными методами получены описания плотности распределения динамического коэффициента с учетом и без учета демпфирования, выявлены характерные особенности функций распределения. Представлены качественные и количественные результаты вычисления вероятности отказа по расчетному критерию безотказности с использованием точного и приближенных решений. Оценены погрешности, возникающие от использования приближенных методов вероятностного расчета, обоснована необходимость и обозначены возможности применения предложенных уточненных методик в расчетах надежности динамически деформируемых систем в резонансных частотных областях, что актуально, в частности, для конструкций с гасителями колебаний. Выполнены расчеты надежности многопролетных балочных систем с нелинейным регулированием усилий при статических нагрузках. Оценены принципиальные качественные особенности поверхности функции вероятности отказа при конечном числе регуляторов; получены числовые характеристики и графики вероятности отказа для модельных балочных систем.
Преимущества перед известными аналогами
В результате выявления и исследования особенностей распределения динамического коэффициента для обобщенной модели системы с одной степенью свободы при установившихся вынужденных колебаниях с учетом демпфирования обнаружены принципиальные качественные и количественные трансформации распределения ДК по мере приближения рабочей частоты вынуждающего воздействия к собственной частоте системы – вследствие влияния сильной нелинейности амплитудно-частотной характеристики. Сравнение значений стохастических характеристик ДК, вычисленных по точным аналитическим выражениям и приближенными методами, показало, что применение общепринятого в вероятностных расчетах метода статистической линеаризации для определения дисперсии или стандарта ДК в резонансной частотной области дает неприемлемые погрешности, поэтому очевидна необходимость использования предложенных уточненных решений. Выявлены и обоснованы ранее не описанные основные качественные особенности зависимости вероятности отказа от регуляторов напряженно-деформированного состояния при произвольном их количестве.
Область применения
Учет сильной нелинейности АЧХ в зоне резонанса особенно актуален в расчетах надежности систем с динамическими гасителями колебаний, характеризующихся сгущенным спектром собственных частот в области рабочей частоты вибрационного воздействия. Выявленные свойства функции вероятности отказа конструкций с регуляторами НДС актуальны для практических инженерных расчетов с учетом нормируемых показателей надежности.
Авторы Себешев Владимир Григорьевич, канд. техн. наук, профессор;
Гербер Юрий Андреевич, магистр техники и технологии, аспирант;
Вешкин Максим Сергеевич, старший преподаватель;
Жбанов Андрей Александрович, Шестаков Антон Александрович, студенты 5-го
курса СФ
5.2 Степень готовности полученных результатов к практическому использованию
Проведена начальная работа по изучению динамического состояния и оценке перспектив применения динамического гасителя колебаний для уменьшения вибраций от воздействий технологического оборудования на каркас здания в г. Новосибирске.
5.3 Уровень правовой охраны – заявки на выдачу охранных документов не подавались.
5.4 Использование результатов исследований в учебном процессе
Материалы и методики расчетов надежности систем с гасителями колебаний отражены в лекционном материале по теме «Некоторые инженерные приложения динамики сооруже-ний в расчетах строительных систем и конструкций», на практических занятиях и в расчетных заданиях по применению гасителей колебаний для виброзащиты строительных конструкций – в курсе «Динамика и устойчивость зданий и сооружений» специальности 08.05.01 «Строительство уникальных зданий и сооружений».
5.5 Публикации
1. Гербер Ю.А., Себешев В.Г. Особенности расчета надежности динамически нагружен-ных систем с учетом эффекта нелинейности амплитудно-частотных характеристик в резонансных зонах // Изв. вузов. Строительство. 2017. № 5. С. 5 – 16.
2. Шестаков А.А., Жбанов А.А. К решению задач надежности конструкций с многопара-метрическим регулированием силовых факторов. Интеллектуальный потенциал Сибири: 25-я Межвузовская (Региональная) научная студенческая конференция / сборник научных трудов в 23 ч. / под общ. ред. Н.В. Пустового. Ч. 14. – Теория расчета инженерных сору-жений и конструкций. – Новосибирск, 2017. С. 67 – 71.
5.6 Подготовка аспирантов – продолжил обучение в аспирантуре по кафедре строитель-ной механики НГАСУ (Сибстрин) Гербер Ю.А. (научн. руководитель Себешев В.Г.).
5.7 Диссертации, защищенные по тематике проекта – защит в отчетном году не было.
5.8 Доклады, представленные на конференциях
1. Себешев В.Г., Жбанов А.А., Шестаков А.А. Свойства функции отказа в задачах расчета надежности конструкций с регулированием параметров напряженно-деформированного состояния – доклад на 4-й Всероссийской конференции «Проблемы оптимального проек-тирования сооружений». Новосибирск, НГАСУ (Сибстрин), 11 – 13 апреля 2017 г.
2. Шестаков А.А., Жбанов А.А. К решению задач надежности конструкций с многопара-метрическим регулированием силовых факторов – доклад на 74-й студенческой научной конференции НГАСУ (Сибстрин), 5 – 6 апреля 2017 г.
3. Шестаков А.А., Жбанов А.А. К решению задач надежности конструкций с многопара-метрическим регулированием силовых факторов – доклад на 25-й Межвузовской (регио-нальной) научной студенческой конференции «Интеллектуальный потенциал Сибири», Новосибирск, 23 мая 2017 г.
5.9 Участие в выставках, ярмарках: не было.
6. Прочая информация, важная с точки зрения научного руководителя проекта
В дополнение к основным исполнителям (п. 5.1) привлечены к работе по теме 3 студента 3 – 4 курсов строительного факультета.
Научный руководитель проекта __________________________ В.Г. Себешев
30 октября 2017 г.