Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Требования, предъявляемые к современным вычислительным сетям

Читайте также:
  1. Бух.документы и предъявляемые к ним требования.
  2. Документы, предъявляемые при заключении трудового договора
  3. Документы, предъявляемые при приеме на работу. Трудовая книжка.
  4. Квалификационные требования, предъявляемые к аудитору
  5. Понятие бухгалтерской отчетности. Требования, предъявляемые к ней
  6. Понятие документооборота и требования, предъявляемые к первичным документам.
  7. Понятие о пробиотиках, механизм их действия. Требования, предъявляемые к микроорганизмам-пробионтам.
  8. Понятие экономической информации. Требования, предъявляемые к экономической информации
  9. Присоединение теплопотребляющих систем к тепловым сетям. Тепловые пункты. Схемы присоединения ТПС к тепловым сетям.
  10. Сущность и основные требования, предъявляемые к организации товароснабжения
  11. Требования к современным аппаратурным средствам диагностирования
  12. Требования предъявляемые к устройствам отображения и регистрации информации

2.

1.

1.

3.

2.

1.

Лекция

Пример 2.

Примеры решения типовых задач

Задачи для самостоятельной работы

Первообразная и неопределенный интеграл.

Первообразная и неопределенный интеграл.

Лекция № 7

 

 


Волгодонск

 

Определение: Первообразной F(x) для функции f(x) на промежутке называют функцию, производная которой .

Пример. Для функции : первообразная на R, так к при любом х.

Лемма.Если производная функции на промежутке , то .

Доказательство: По теореме Лагранжа для любых x1, x2 Î выполняется , где , так как Þ Þ Þв силу произвольности точек x1 и x2 F(x) = C(const).

Ч.т.д.

Теорема: Пусть функция F(x) – первообразная f(x), Ф(x) – другая первообразная f(x) Þ F(x)=Ф(x)+С.

Доказательство: так как Þ по Лемме Þ .

Ч.т.д.

Таким образом, из теоремы следует, что выражение описывает все множество первообразных функции f(x).

Определение: Неопределенным интегралом функции f(x) по переменной x называется множество всех её первообразных , где .

ò ‒ знак интеграла, f(x) – подынтегральная функция, x – переменная интеграла, ‒ подынтегральное выражение, С – const интегрированная.

Вычисление неопределенного интеграла называют интегрированием. Проверить правильность вычисления неопределенного интеграла можно продифференцировав результат.

; - верно

 

Свойства неопределенного интеграла.

 
 
 
 
 
 
 

 

Замена переменных в неопределенном интеграле.

Пусть функция является дифференцируемой и обратимой , на множестве значений которой определена функция Þ = .

Пример: = = = = = = .

Пример: = = =et+C=esin x+C.

 

Таблица интегралов.

, n≠-1
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Теоретические вопросы для самопроверки.

1. Что такое первообразная?

2. Что такое неопределённый интеграл и в чём отличие его от первообразной?

3. Какие свойства неопределённого интеграла знаете?

4. Зачем нужна замена переменных в неопределенном интеграле?

 

 

а) ; б) ; в)

 

1.Замена переменных



Пример 1. Найти .

Решение:

Решение:

 

Пример 3. Найти .

Решение:

 

 

Электр машиналарының қызуы және оларды суыту (салқындату)

Электр машиналарының қызуы.Электр машиналарында болатын шығындардың бәрі жылуға айналады. Бұл жылудың бір бөлігі машинаның материалдарын қыздыруға кетеді, ал қалған бөлігі қоршаған ауаға тарайды. Машинаның қызуы оның бүкіл көлемінде біркелкі, ал машинаның барлық сырқы қабырғаларынан жылудың қоршаған ауаға тарауы біркелкелкі жүреді деп шартты түрде қабылданса, онда машина үшін жылу теңдестігінің теңдеуі мына түрде жазылады:

 

(1)

 

мұндағы - уақыт бірлігі ішінде машинада бөлінетін жылу мөлшері, Дж/с; – машинадағы барлық шығын, Вт; – машинаның қызуына кететін жылу мөлшері; - машинаның массасы; с - машинаның материалының меншікті жылу сыйымдылығы; - машинаның температурасының қоршаған ауаның температурасынан ауытқуы (асқын қызу температурасы); - машинаның қабырғаларынан уақыт бірлігі ішінде қоршаған ауаға тарайтын жылу мөлшері; тараудың жылулық коэффициенті, яғни , t = 1 c болғанда машинаның қабырғаларының ауданының бірлігінен ауаға берілетін жылу мөлшері.

Машина іске қосылған бастапқы кезде, яғни машинаның температурасы қоршаған ауаның температурасымен (θ1) бірдей болған кезде ( ауытқу немесе асқын қызу ), қоршаған ауаға жылу берілмейді (, ал машинада бөлінетін барлық жылу (шығын) оны қыздыруға жұмсалады. Уақыт өте келе машинаның температурасы қоршаған ауаның температурасынан асқан кезде, жылудың бір бөлігі қоршаған ауаға тарай бастайды. Уақыт өткен сайын машинаның температурасы біртіндеп көтеріледі де, белгілі бір уақыттан кейін температураның өсуі тоқтап, тұрақты мәнге (θтұр=const) ие болады, яғни машина тұрақталған режимге көшеді. Бұл кезде машинада бөлінетін бар жылу қоршаған ауаға беріледі. Бұл жағдай үшін жылулық теңдестік теңдеуі:

 

(2)

 

мұндағы

(3)

 

(2) теңдеуден табамыз:

(4)

 

Бұл (4) теңдеуден мынадай қорытынды шығаруға болады:

А) асқын қызудың тұрақталған температурасы машинаның массасына т тәуелді емес, ол - уақыт бірлігі ішінде машинада бөлінетін

жылу мөлшерімен , яғни машинадағы барлық шығынның қуатымен анықталады;

Б) асқын қызудың тұрақталған температурасы машинаның сыртқы (салқындайтын) қабырғаларының ауданына және тараудың жылулық коэффициентіне кері пропорционал, яғни машинаны салқындату қарқынына байланысты;

Арнаулы салқындату тәсілдері қолданылатын (жасанды салқындатылатын) машиналардағы мәні табиғи салқындатылатын машиналардағы мәніне қарағанда айтарлықтай төмен болады.

Машинаның температурасы қоршаған ауаның температурасымен (θ1) бірдей болған кезде оны электр желісіне қоссақ, онда машинаның асқын қызу температурасының уақытқа тәуелді өзгерісі мына теңдеу арқылы өрнектеледі:

 

(5)

 

мұндағы - натурал логарифмнің негізі; Тқ - қызудың уақыт тұрақтысы, ол машинаның сыртқы қабырғасынан қоршаған ортаға жылу берілмеген жағдайда машинаны тұрақталған температураға дейін қыздыру үшін қажет уақыт.

(5) өрнек бойынша тұрғызылған машинаның қызу графигі экспоненттік қисық түрінде бейнеленеді (сурет). Ол машинаның асқын температурасы тұрақты мәнге жетуі үшін белгілі бір уақыт қажет екендігін көрсетеді. Алғашқы кезде қызу үрдісі қарқынды жүреді де, кейіннен тұрақты мәнге жақындаған сайын баяулайды. Теориялық тұрғыдан болу үшін t = ∞ болу керек. Қызу графигінің басқы жағына жүргізген жанаманың сызығын қиып өткен кезде пайда болған кесіндінің ұзындығы масштаб бойынша алған кезде қызудың уақыт тұрақтысын Тқ анықтайды. Сонымен, физикалық тұрғыдан уақыт тұрақтысы Тқ қызу графигі түзу сызық болған жағдайда асқын қызу температурасының тұрақты мәнге қанша уақытты жететіндігін білдіреді.

Шынайы жағдайда, яғни қызу графигі түзу сызық болмаған жағдайда, асқын қызу температурасы тұрақты мәнге жетуі үшін қажет уақыт t =( тең есептейді.

Электр машиналарын суыту.Егер машинаны электр желісінен айырсақ, онда оның қызуы тоқтайды да, қоршаған ортаға машинаның материалында жинақталған жылу беріледі. Бұл жағдайда асқын қызудың температурасы біртіндеп қоршаған ортаның температурасына дейін төмендейді, яғни болғанша төмендейді (сурет). Машинаның сууының бұл (салқындау) үрдісі мына теңдеу арқылы сипатталады:

 

(5)

мұндағы Тс – суудың уақыт тұрақтысы, с.

Асқын қызу температурасы нөлге жетуі үшін қажет уақыт t =( тең болады есептейді.

Сонымен, қызудың және суудың уақыт тұрақтылары жылулық үрдістердің жылдамдықтарын сипаттайды. Уақыт тұрақтысы неғұрлым аз болған сайын, машина соғұрлым тез қызады.

 

1 сурет – Электр машинасының қызу (а) және суу (б) графигі

 

Электр машиналарының бөліктері жұмыс кезінде қызатындықтан олар үшін асқын қызудың рұқсат етілген температуралары белгіленген. Машинаның ормасының оқшаулағышы (изоляциясы) жоғары температураға өте сезімтал келеді, оның температурасы рұқсат етілген температурадан асқан жағдайда оқшаулағыштық және механикалық қасиеттері нашарлайды, қызмет ету мерзімі азаяды.

Электротехникалық бұйымдарда қолданатын оқшаулағыш материалдар қызуға төзімділік деңгейіне байланысты 5 класқа бөлінеді: A, E, B, F және H. Электр машиналарында B, F және H кластарына жататын оқшаулағыш материалдар қолданылады.

Машиналардың орамаларының оқшаулағыштары үшін рұхсат етілген температуралардың ең жоғарғы мәндері төменгі кестеге сәйкес қабылданады (1кесте).

 

Оқшаулағыш қызуға төзімділік класы B F H
Оқшаулағыштың рұхсат етілген температурасының ең жоғарғы мәні, °С
Машинаның орамасының рұхсат етілген температурасының ең жоғарғы мәні, °С
Ораманың рұхсат етілген асқын температурасының ең жоғарғы мәні (θ1=40°С болғанда), °С
Ораманың кедергісін есептеуге пайдаланатын жұмыстық температура, °С

 

Асқын қызу мойынтіректерге және түйіспелік сақиналарға кері әсерін тигізеді.

Қоршаған ортаның температурасы θ1 айтарлықтай жоғары болған жағдайда (мысалы, металлургия өндірісінде) θ1=40°С тең етіп қабылдайды.

 

Электр машиналарының жұмыстық режимдері

Стандартқа сәйкес жүктеменің өзгерісінің сипатына байланысты электр машиналарының 3 негізгі номиналды режимдері болады.

Ұзақ мерізімді номиналды режим S1 кезінде машина өзгермейтін номиналды жүктемемен Рн барлық бөліктерінің асқын қызу температурасы тұрақталған мәнге жетіп үлгеретіндей ұзақ жұмыс жасайды. Ұзақ режим екі түрге бөлінеді: өзгермейтін жүктемелі (Рн=const) ұзақ мерізімді режим ( сурет) және айнымалы жүктемелі ұзақ режим( сурет). Мысалы, сорғыштың, транспортердың, желдеткіштің қозғалтқыштары өзгермейтін жүктемелі ұзақ режимде, ал прокаттық станның, металкескіш станоктардың және т.б. қозғалтқыштары айнымалы жүктемелі ұзақ режимде жұмыс жасайды.

Қысқа мерізімді номиналды режим S2 кезінде қозғалтқыштың номиналды жүктемемен жұмыс істеу периоды мен оның жұмыс істемей, тоқтап тұру периоды алма-кезек ауысып отырады. Бұл жағдайда қозғалтқыштың жүктемемен жұмыс істеу периоды барлық бөліктердің асқын қызу температурасы тұрақталған мәнге жетіп үлгермейтіндей қысқа болады, ал тоқтап тұру периоды барлық бөліктердің температурасы қоршаған ортаның температурасына дейін салқындап (суып) үлгеретіндей ұзақ болады. Стандарт бойынша жүктемемен жұмыс істеу периодының ұзақтығы 10; 30; 60 және 90 мин тең етіп қабылданған. Қысқа мерізімді режимнің шартты белгісінде жүктемемен жұмыс істеу периодының ұзақтығы көрсетіледі, мысалы, S2 - 30 мин. Қысқа мерізімді режимде әр түрлі материалдардың ( мұнай, газ су және т.б.) берілу мөлшерін реттейтін құрылғылардың (әр түрлі шлюздер, қақпақтар және т.б.) қозғалтқыштары жұмыс жасайды.

Қайталанбалы - қысқа мерізімді номиналды режим S3 қозғалтқыштың қысқа мерізімді номиналды жүктемемен жұмыс істеу периоды мен оның тоқтап тұру периоды алма-кезек ауысып отырады. Бірақ жұмыс істеу периоды кезінде барлық бөліктердің асқын қызу температурасы тұрақталған мәнге жетіп үлгермейді, ал тоқтап тұру периоды кезінде олардың температурасы қоршаған ортаның температурасына дейін салқындап (суып) үлгермейді. Қайталанбалы - қысқа мерізімді режим кезінде қозғалтқыштың жұмыс істеуінің жалпы уақыты периодты түрде қайталанатын циклдарға бөлінеді. Цикл ұзақтығы: . Бұл режим кезіндегі қозғалтқыштың қызу графигі ара тәріздес қисық түрінде бейнеленеді.

Қайталанбалы - қысқа мерізімді режим кезінде қозғалтқыштың асқын қызу температурасы осы режимге сәйкес келетін тұрақты мәнге (осы режим үшін максимал мәнге) дейін де, одан әрі минимал мәнге дейін төмендейді. Одан кейін тұрақты мәнге қайта көтеріледі, яғни максимал мән мен минимал мән арасында өзгеріп отырады. Бұл жағдайда

2 сурет – Электрқозғалтқышының өзгермейтін жүктемелі ұзақ мерізімді (а), айнымалы жүктемелі ұзақ мерізімді (б), қысқа мерізімді (в) және қайталанбалы - қысқа мерізімді ( г) номиналды режимдері

 

тұрақты мән ұзақ мерзімді режимге сәйкес келетін тұрақты мәннен кіші болады ().

Лифтлардың, крандардың, экскаватордың және т.б. қондырғылардың қозғалтқыштары қайталанбалы - қысқа мерізімді режимде жұмыс жасайды.

Қайталанбалы - қысқа мерізімді режим қосылудың салыстырмалы ұзақтығымен (%) сипатталады:

 

 

 

Стандарт бойынша қайталанбалы - қысқа мерізімді режим үшін қосылудың салыстырмалы ұзақтығы (ҚҰ) 15, 25, 40 және 60% тең етіп қабылданған, ал ұзақ мерзімді режім үшін ҚҰ = 100%. Бұл режимнің шартты белгісінде ҚҰ көрсетіледі, мысалы, S3 - 40%.

Қарастырылған режимдер негізгі режимдер ретінде саналады. Бұлардан басқа қосымша бес режим қарастырылады.

 

Электр машиналарын суыту тәсілдері

Электр машиналарын суыту тәсілдері байланысты екі түрге бөледі: табиғи суытылатын машиналар және жасанды суытылатын машиналар.

Электр машиналарын табиғи суыту жылуөткізгіштік және конвекция көмегі арқылы табиғи жолмен жүзеге асырылады. Бұл машиналарда ешқандай желдеткіш немесе басқа суытуға арналған құрылғылар болмайды.

Жылуөткізгіштік деп қатты дененің ішкі жылуын беруді айтады. Мысалы, статор орамасы қызған кезде жылуын ойықтық оқшаулағыштың қабаты арқылы өзекшеге берсе, өзекше өз кезегінде ол жылуды бекіту бөлшектері арқылы корпусқа береді. Жылуөткізгіштік арқылы жылу беру температурасы жоғары бөліктерден температурасы төмен бөліктерге қарай бағытталады.

Конвекция арқылы жылу беру газдың (ауаның) бөлшектері қызған дененің қабырғаларымен жанасқан кезде болады. Бұл жағдайда денемен жанасқан ауа бөлшектері қызып, жеңіл болғандықтан жоғары көтеріледі, ал олардың орнына температурасы төмен бөлшектер келеді. Мұндай конвекцияны табиғи конвекция деп атайды. Жұмыс істеп тұрған машинада мұнымен қатар жасанды конвекция да орын алады. Ол ротордың айналуы тудырған ауаның еріксіз циркуляциясы (айналымын) нәтижесінде пайда болады. Жасанды конвекция жылу беру үрдісін күшейтеді.

Электр машиналарын жасанды суыту үшін машинаның ішінде газдың қозғалысын тудыратын арнаулы құрылғылар (желдеткіштер) қолданылады. Машиналардың көпшілігі өздігінен желдететін машиналар тобына жатады. Бұл машиналарда желдеткіш білікке (валға) орнатылады. Білік айналған кезде желдеткіш машинаға бағытталған ауа ағынын тудырады.

Егер ауа ағыны корпустың сыртқы қабырғаларын желдететін (суытатын) болса, онда сыртқы желдету деп аталады. Бұл жағдайда суыту қарқынды болу үшін корпусты көп қабырғалы етіп жасайды.

Ішкі желдетуді қамтамасыз ету үшін корпуста және мойынтіректің қалқандарында арнаулы тесіктер жасап, олар арқылы суыту үшін ішке ауа жіберіледі және ол ауа сыртқа шығарылады.

Кейбір машиналардың өзекшелерін суыту қарқынын күшейту үшін оларда суытқыш газ өтетін арнаулы каналдар жасайды. Егер бұл каналдар ротор өсіне параллель болса, онда аксиальды (аксиальды желдету) , ал ротор өсіне перпендикуляр болса, онда радиальды (радиальды желдету) деп аталады.

Айналу жиілігі реттелетін машиналарда, әсіресе айналу жиілігі аз болған кезде, өздігінен желдету тиімсіз болады, машинаның қатты қызуына жол беріледі.

Сондықтан мұндай машиналарда тәуелсіз желдету, яғни желдеткіш үшін арнаулы электр жетегі қарастырылады. Тәуелсіз желдету химиялық

 

3 сурет – Электр машинасын ішкі желдету

 

 

4 сурет – Желдетудің аксиальды және радиальды жүйелері

 

активті және жарылыс қауіпі бар қоршаған ортада қолданылады. Бұл жағдайды желдеткіштен шыққан ауа ағыны құбыр арқылы машинаға беріледі де одан әрі сыртқа шығарылады. Мұндай желдету тұйықталмаған желдету деп аталады.

Тұйықталған желдету жүйесінде белгілі бір көлемдегі газды суытылатын қоғалтқыштан, тәуелсіз желдеткіштен, суыту радиаторларынан және құбырлардан тұратын тұйық контурдың ішінде айналымға түсіреді. Радиатор арқылы өткен кезде суыған газ желдеткіштің көмегімен одан әрі суытылатын қоғалтқышқа беріледі. Қозғалтқыштан өткен кезде қызған газ қайтадан радиаторға беріліп, суытылады. Үрдіс осылайша қайталана береді.

Суытқыш агент ретінде ауа ( шартты белгісі - А), сутегі ( шартты белгісі - Н), су ( шартты белгісі - V) және т.б. сұйық материалдар қолданылады.

 

5 сурет – Желдетудің тұйықталмаған (а) және тұйықталған (б) жүйелері

 

 

Материалы для устройства покрытия.

 

Верхний слой при традиционной схеме покрытия устраивается из плотных горячих асфальтобетонных смесей либо из щебеночно-мастичных и литых асфальтобетонов.

Несущий слой устраивается из многощебенистых пористых смесей.

Нижний слой – из пористых или высокопористых асфальтобетонных смесей.

В случае экстремального характера распределения жесткостей верхний слой устраивается из литых или щебеночно-мастичных мелкозернистых смесей, несущий – из щебеночно-мастичных крупнозернистых смесей или плотных смесей, нижний слой – из плотных песчаных смесей.

Характеристики и свойства асфальтобетонных смесей должны соответствовать СТБ 1033-04, ТУ «»Смеси асфальтобетонные и асфальтобетон для устройства дорожных покрытий на городских улицах .

Цементобетонные покрытия устраиваются из тяжелого дорожного цементобетона с аркой не ниже В20 и морозостойкостью не ниже F400.

Для верхних слоев основания применяются щебеночные и песчано-гравийные смеси, обработанные вяжущим, т.е. битумными эмульсиями, битумом, цементом и т.д.

Нижние слои основания и однослойные основания могут устраиваться из щебеночных и песчано-гравийных смесей, из щебня, укрепленного асфальтогранулятом, либо щебень заклиненный песчано-цементной смесью.

Подстилающий слой устраивается из песков.

Материалы, которые содержат вяжущее, называются монолитными, а не имеющие вяжущих, называются дискретными (дисперсными).

 

Материалы слоев дорожной одежды практически се обладают реологическими свойствами. Особенно это относится к материалам, содержащим битум. Наличие реологических свойств приводит к ситуации, когда прочностные и деформационные показатели непостоянны, а зависят от температуры, времени, действия нагрузок, режимов нагружения.


Различают простые и сложные реологические свойства:

1. упругость, т.е. свойство материалов восстанавливать свою первоначальную форму и размеры после ликвидации действия нагрузок;

 
 
 

 

Пружина

 

2. вязкость – свойство материала оказывать сопротивление перемещению одной его части относительно другой с рассеянием энергии;

 
 


 

Поршень

 

 

3. пластичность – это свойство резко увеличивать деформацию после превышения определенного напряжения.

 

 

ТЕКСТ

 

Под действием постоянной нагрузки деформируются следующим образом.

 

t
h1

 

1. Область нагружения;

2. Область разгружения.

 

eо- условно-мгновенная упругая деформация, ;

eэл - эластическая деформация (упруго-запаздывающая) непостоянная и разрывается во времени, , ;

en- вязко-пластическая деформация, необратима:

 

 

, .

 

Модуль упругости дорожно-строительных материалов величина не постоянная, а является функцией f(t). Чем больше время действия нагрузки, тем меньше модуль упругости. Чем ниже температура, тем больше модуль упругости, т.е. температура тоже влияет. В целом, температура и время взаимоообращающие вещи.

Модуль упругости является деформационный характеристикой материала, кроме модуля упругости в качестве деформационной характеристики используется понятие модуля релаксации . Модуль релаксации учитывает кроме упругой части деформации еще и вязкопластичную часть, т.е. всю деформацию материала.

 

 

Кроме деформационных свойств, материал обладает прочностными свойствами, т.е. прочностью.

Прочность – способность материала выдерживать определенный уровень нагрузки без разрушения (разделения на части).

 

Наличие реологических свойств приводит к сложной зависимости прочности от температуры и времени нагружения. Эта зависимость имеет следующий вид:

 

R - прочность

t - время

Т - температура

 

 

На данной зависимости можно выделить два параметра: максимальную прочность Rc (максимально возможная предельно-структурная прочность) и минимальную прочность Rдл - длительная.

Такая же зависимость наблюдается и для модуля релаксации .

Ес - максимальный модуль упругости

Едл - длительный модуль упругости

 

 

Влияние температуры и времени нагружения сказывается на показателях прочности при различных видах напряженного состояния и режимах нагружения:

 


 

Дополнительно определяется прочность на сдвиг и на раскол:

 

Данные показатели зависят не только от времени действия нагрузки, но и вида напряженного состояния.

 

Дорожно-строительные материалы в своей структуре сочетают свойства дискретных (зернистых) материалов и однородных (монолитных).

Дискретные – щебень, песок, гравий.

Однородные - сталь.

В результате свойства материала (прочность, модуль упругости и др.) определяются как свойствами зернистой части, так и свойствами вяжущего вещества.

В общем случае прочность материала можно представить в виде:

 

,

 

где σ - нормальные напряжения в структуре материала по площадке разрушения;

f - угол внутреннего трения материала;

Rс – максимальная структурная прочность;

Еt – модуль упругости материала при конкретной температуре и времени нагружения;

Едл – длительный модуль упругости;

Ес – максимальный модуль упругости.


В формуле первое слагаемое – составляющая прочности, связанная с зернистой компонентой материала, второе слагаемое – составляющая, связанная с вяжущим веществом.

На практике в отдельных случаях второе слагаемое для простоты заменяют показателем силы внутреннего сцепления.

 

– закон Кулона,

 

где С – зависит от температуры Т и времени t действия нагрузки.

 

Таким образом, для материалов конструктивных слоев дорожных одежд характерен спектр свойств, характеризующих его прочность и деформативность. В целом можно выделить следующие группы свойств:

 

1) Деформационные, к ним относятся модуль упругости материала , модуль релаксации , коэффициент поперечной деформации (для упругих тел – коэффициент Пуассона);

2) Прочностные, к ним относятся прочность материалов на сжатие, растяжение, изгиб, сдвиг, раскол – Rсж, Rp, Rи, Rсд, Rск; угол внутреннего трения f – он характеризует влияние зернистой составляющей структуры материала; С – сила внутреннего сцепления, характеризующая влияние вяжущего вещества; Rc – максимальная структурная прочность, являющаяся важнейшей константой материала, Rc также будет различной для различных видов напряженного состояния.

 

Для правильного расчета дорожной одежды необходимо знать комплекс выше указанных прочностных и деформационных характеристик.

Определение прочностных и деформационных свойств конструкционных материалов на практике является сложной задачей, поскольку как было отмечено, эти свойства не постоянны, зависят от температуры, режима нагружения, микро- и макроструктуры материала.

Обычно деформационные свойства грунтов и других сыпучих материалов определяют по методу вдавливания штампа определенного диаметра. Для этого в образец материала устанавливают штамп диаметром d и погружают силой F, замеряют деформацию lo, затем нагрузку снимают и фиксируют упругую часть деформации.


Модуль упругости определяют как:

 

,

 

где P – удельное давление на штампе, .

 

Прочностные характеристики в зернистых материалах (f, С) обычно определяют методом плоско-параллельного сдвига. К образцу материала прикладывают нормальную нагрузку Р и определяют сдвигающую силу Т, строят график зависимости.

       
 
a
   
tgf
 

 


Таким образом получают деформационные характеристики Е и прочностные f, С.

Во всех случаях расчетные характеристики выше указанных материалов определяют при расчетной влажности.

Более сложной задачей является определение расчетных характеристик монолитных материалов, особенно содержащих органическое вяжущее, связано это с наличием реологических свойств и зависимостью характеристик от температуры и времени нагружения.

Модель упругости монолитных материалов можно определить методами статического и динамического нагружения. При статическом методе строят зависимость деформации от времени при постоянном напряжении (см. выше).

 

 

       
   
σ=const
 
e
 

,

 

 


где К – коэффициент, учитывающий вид напряженного состояния (сжатие, изгиб и т.д.), а также размеры и форму испытываемых образцов.

 

При методе динамического нагружения используются специальные испытательные машины, обеспечивающие расчетную скорость деформации образца, а также запись диаграммы (нагрузка – деформация). Получают кривую, на кривой находят прямолинейный участок с соответствующие ему σ и e.

       
   
σ
 
 
σА

 

 


 

 

Для определения прочностных свойств также в основном используют вышеуказанные испытательные машины, строят такую же диаграмму.

Показателю прочности соответствуют максимальный уровень напряжений. Если в дорожной одежде работа материала предусматривается только упругой стадией. То в качестве показателя прочности принимают предел упругости σА.

Для определения модуля упругости могут использоваться некоторые методы, основанные на резонансно-акустическом подходе (измерение скорости ультразвука) или измерений сопротивления материала проникновению инденторов (шарики, цилиндры и т.д.).

Во всех случаях измерения прочностных и деформационных характеристик монолитных материалов производят при расчетной температуре Т, расчетном времени нагружения tp (статический метод) либо расчетной скорости деформации Vд (динамический метод).

В целом, определение свойств монолитных материалов сложная и трудоемкая задача. Требует больших трудозатрат, дорогостоящего оборудования, высокой квалификации специалистов, поэтому на практике прибегают к упрощенным способам определения выше указанных характеристик.

Упрощенная методика отражена в СТБ 1415-2003 «Бетоны на органогидравлических вяжущих. Технические условия» и ТКП 45-3.03-3-2004 «Проектирование дорожной одежды улиц и дорог населенных пунктов».

Испытания проводятся при расчетной температуре t=10,0оС и скорости деформирования Vo =3мм/мин. Также проводятся испытания при t=15,0оС и двух скоростях нагружения: 3мм/мин и 10мм/мин. Определяется только прочность, расчетом по формулам определяются Rc и Ес. Находят расчетом модуль упругости и пределы прочности на изгиб при любой температуре. Кроме выше указанных характеристик для монолитных материалов определяют угол внутреннего трения f и силу внутреннего сцепления С.

 

 

Их можно определить с помощью специальных приборов трехосного сжатия, называемых стабилометрами (ориентировочная стоимость 280 тыс. €).

Данные приборы позволяют определить прочность образца Р при боковом сжатии q. В дальнейшем расчетом получают угол внутреннего трения f и силу внутреннего сцепления С. Недостаток – дорого и сложно.

 

В соответствии с СТБ 1115-2004 «Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Методы испытаний» угол внутреннего трения f и силу внутреннего сцепления С можно определить путем испытания образцов цилиндров в специальных металлических обоймах, а также при свободном сжатии. Затем расчетом получают f и С.

 


Используется метод плоско-косого сдвига при сжатии.

 

 

Все эти характеристики определяются при расчетной температуре, влажности и времени действия нагрузки.

Расчетное время действия нагрузки tp зависит от вида транспортного средства, конструкции шины автомобиля, нагрузки на ось и скорости движения.

Колесо автомобиля на покрытии образует отпечаток диаметром D.

,

где V – скорость движения автомобиля.

D=39 – 41см,

V=40км/ч.

 

Расчетная температура Т назначается для наиболее благоприятной работы материала в конструктивном слое на действие транспортной нагрузки и погодно-климатических факторов.

0, 10, 20, 50оС

 

Влажность грунтов назначают в зависимости от условий увлажнения (тип местности), типа земляного полотна (насыпь, выемка), вида грунта, характера климатического района.

Расчетная влажность принимается по таблицам расчетных документов соответственно.

Полученные в лабораторных условиях прочностные и деформационные характеристики при расчетных температурах и условиях нагружения называются нормативными.

Для того, чтобы использовать данные характеристики в расчетах они корректируются путем ввода ряда коэффициентов.

Скорректированные нормативные характеристики называются расчетными.

,


где К1 – Кn - корректирующие коэффициенты;

Rн – нормативная характеристика.

 

Корректирующие коэффициенты учитывают неоднородность свойств материала (вариацию). Также коэффициенты учитывают повторность действия нагрузок (усталость), изменение свойств во времени (старение) и т.д. в зависимости от принятой методики расчета может вводиться несколько корректирующих коэффициентов либо не вводится вообще.

ТЕКСТ

 

 

Могут учитывать структурную неустойчивость материала, откланение в технологии, влияние повторных воздействий нагрузок, изменение свойств материала во времени и т.д.

Число коэффициентов, методики их определения, зависят от принятой схемы и критериев расчета дорожной одежды.

Отклонение от состава и структуры материала, технологии устройства слоев учитывают путем ввода коэффициента неоднородности.

,

 

где t – коэффициент нормированного отклонения, принимаемый по статистическим таблицам в зависимости от числа экспериментов и требуемой точности результата при определении нормативных значений;

Кв – коэффициент вариации:

 

,

 

где - среднеквадратичное отклонение;

- среднеарифметическое значение.

и получают при оценке нормативных характеристик.

 

Влияние повторности действия транспортных нагрузок учитывают путем ввода коэффициента усталости. При многократном повторном воздействии транспортных нагрузок в структуре материала происходит накопление повреждаемости, образуются микротрещины, что снижает прочностные показатели и ресурс дорожной одежды.

Зависимость свойств материала от числа нагружений.

 


Для упрощения расчетов на практике обычно учитывают только 2-ую зону работы материала.

В этом случае коэффициент усталости вычисляют как:

 

,

 

где А, m – структурные коэффициенты, учитывающие вид материала и его состав;

N – число нагружений.

 

 

Кроме неоднородности и усталости могут учитываться изменение свойств материала во времени (старение), действие погодно-климатических факторов и т.д. если учитывается старение материала, то вводится коэффициент Ks, который > 1.

Таким образом, в результате ввода ряда коэффициентов, учитывающих структурные особенности материала, усталость, неоднородность значение нормативных характеристик корректируется и они принимают меньшие показатели, что идет в запас прочности.

 

Тема 3 Факторы, влияющие на работу дорожных одежд

 

1. Влияние погодно-климатических факторов на работу дорожной одежды.

2. Влияние транспортной нагрузки.

2.1. Транспортные нагрузки. Их классификация и характеристики.

2.2. Понятие о расчетном автомобиле. Методика приведения автомобиля к расчетному.

2.3. Особенности напряженного состояния дорожной одежды на действие транспортных нагрузок.

3. Виды деформаций и разрушений дорожной одежды.

 

Дорожные одежды за время эксплуатации испытывают комплекс воздействий погодно-климатических факторов, которые влияют на структуру материала и свойства материалов конструктивных слоев и как следствие на состояние и работоспособность дорожных одежд.

К погодно-климатическим факторам можно отнести:

1. действие солнечной радиации;

2. влажность воздуха, грунта земляного полотна и дорожной одежды (конструктивных слоев);

3. понижение и повышение температуры воздуха и слоев дорожной одежды;

4. попеременное замораживание и оттаивание воды в порах материалов и грунте земляного полотна;

5. накопление влаги в грунтах, ее промерзание и увеличение в объеме (пучины).

 

Солнечная радиация обычно усиливает процессы полимеризации и поликонденсации вяжущих материалов. Это приводит к изменению свойств бетонов на их основе (старение). В результате снижается ресурс работы и долговечность материала.

Обычно с этими явлениями борются конструкционными методами, например, путем устройства защитных слоев (поверхностные обработки).


Более сложно влияет влажность и температура, связано это с ее колебаниями в течение года, месяца, суток.

 

 

1 – влажность покрытия;

2 – температуры покрытия.

 

 

 

 

1 – прочность земляного полотна;

2 – прочность покрытия.

 

Как видно из приведенных данных влажность и температура, а также прочность покрытий и грунтов не совпадает в своих экстремумах в течение года, например, наиболее высокая влажность и соответственно низкая прочность грунтов наблюдается весной, соответственно высокая температура покрытия и самая низкая его прочность летом.

Для более полного учета вышеуказанных особенностей оперируют понятием расчетного периода.

Расчетный период – это временной интервал, в течение которого наблюдается наиболее неблагоприятный режим работы дорожной одежды либо ее отдельных конструктивных слоев.

Продолжительность и сезон назначения расчетного периода зависят от принятых критериев и методик расчета дорожной одежды.

Понижение температуры воздуха ведет к охлаждению материалов конструктивных слоев. При охлаждении материал стремиться к сжатию (сокращению размеров), но в дорожной одежде конструктивные слои представляют собой защемленную ленту и свободное изменение размеров невозможно. Это приводит к появлению температурных напряжений и температурных трещин на покрытии.

Попеременное замораживание и оттаивание воды в порах грунта и слоев ведет к накоплению повреждаемости и деструкции материалов. В результате снижается прочность дорожной одежды, появляются коррозионные деформации (выбоины, ямы и др.).

Появление и развитие пучин ведет к снижению ровности покрытия и потере эксплуатационных качеств дорожной одежды.

Таким образом, дорожная одежда испытывает комплекс воздействий погодно-климатических факторов, которые необходимо учитывать при конструировании и расчете дорожных одежд.

 

2.1 Транспортные нагрузки

 

По автомобильным дорогам обращаются транспортные средства различной конструкции, конфигурации, назначения и грузоподъемности, которые приводят к появлению напряжений и деформаций в конструктивных слоях, развитие повреждаемости в структуре и в последующем потери их прочности и несущей способности.

Каждое транспортное средство в виду особенностей его конструкции по разному влияет на напряженное состояние дорожной одежды, поэтому важно знать основные характеристики транспортных средств и их влияние на напряженное состояние.

К основным характеристикам транспортных средств относят:

1. грузоподъемность;

2. количество осей и колес на оси;

3. нагрузки на ось и колесо;

4. параметры и характеристики шин колеса.

 

Грузоподъемность автомобиль может достигать 60,0 тонн. Количество осей до 8-ми, нагрузка на ось – 13-15 тонн.

Очень важное значение имеет конструкция и характеристика шины автомобиля. При контакте с покрытием особое значение приобретает ширина и длина беговой дорожки шины.

Ширина беговой дорожки В мало зависит от грузоподъемности автомобиля и режима движения и определяется в основном конструкцией шины (В=20…30см).

Длина беговой дорожки L зависит как от конструкции шины, так и от нагрузки Qн. Связано это с тем, что в продольном направлении происходит деформация (смятие шины).

 

 

 


Эта деформация определяется:

,

 

где а, в – константы шин, которые принимаются по справочнику в зависимости от конструкции;

Qн – нормативная нагрузка на колесо:

 

,

 

Qо – нагрузка на ось (справочная информация);

n – число колес на оси;

Кд – коэффициент динамичности, равный 1,1 – 1,3, в зависимости от типа и конструкции подвески;

Pw – давление воздуха в шине.

 

Если тзвестно значение f и В, то можно определить L:

 

,

 

где Dш – наружный диаметр шины,

f – прогиб.

 

Используя значения В и L можно определить такую важную характеристику как площадь отпечатка следа колеса на покрытии:

 

 

Конфигурация отпечатка бывает различной:

 

 

В зависимости от формы отпечатка вычисляется площадь.

Зная форму и площадь можно определить такой важный показатель как удельное давление колеса на покрытии (сила на единицу площади).

Удельное давление Р:

 

,


В целом, эпюра давления на покрытии имеет сложный характер:

 

 

 

1 – статически неподвижное положение;

2 – статически подвижное положение.

 

Вычисленное по формуле давление является средним.

Учитывая сложный характер отпечатка колеса и характер распределения нагрузки для упрощения построения расчетных схем и выполнения практических расчетов сложный отпечаток (прямоугольник, эллипс) заменяют равновеликим по размерам кругом.

Характеризуется данный круг эквивалентным диаметром Dэ.

 

 

Данная методика определения F, D и Р принята в некоторых странах Евросоюза. В России, некоторых странах СНГ принята упрощенная методика в соответствии с которой Dэ вычисляется по формуле:

 

 

 

В этом случае площадь отпечатка F получают сразу как круг:

 

, .


Таким образом, основными параметрами, характеризующими влияние транспортного средства на работу дорожного покрытия и дорожной одежды являются:

1) нагрузка на ось колеса расчетного автомобиля Qо, Qн;

2) эквивалентный диаметр и площадь круга Dэ, F равновеликого отпечатку следа колеса;

3) удельное давление колеса на покрытие P.

 

На участках разгона и торможения, а также уклонах более 30‰ кроме вертикальной нагрузки Qн может учитываться горизонтальная сила Tr.

 

 

Учет Tr способствует росту Dэ и P. В расчетах принимается 0,75.

 

 

 

2.2 Понятие о расчетном автомобиле

 

В реальных условиях эксплуатации по а/д обращаются различные группы и типы автомобилей (от легковых до многоосных автопоездов). Каждый из этих автомобилей имеет собственные параметры и характеристики и по-разному влияет на работоспособность и ресурс дорожной одежды.

Такая ситуация существенно усложняет учет транспортного потока при назначении конструкции и выполнении расчетов дорожной одежды. Для упрощения практических расчетов введено понятие расчетного автомобиля (расчетной нагрузки). Расчетный автомобиль – это виртуальный автомобиль, имеющий одну ось и два колеса на оси.

Характеризуется расчетный автомобиль нагрузкой на ось Qо, нагрузкой на колесо Qн и эквивалентным диаметром отпечатка Dэ и удельным давлением.

 

В разных странах приняты различные параметры и характеристики расчетных автомобилей. В Республике Беларусь, России и большинстве стран Европы приняты три вида расчетных нагрузок А1, А2, А3. ее параметры представлены в табличной форме:


 

Группа расчетной нагрузки Нормативная статическая нагрузка на поверхность покрытия от колеса расчетного автомобиля, Qо., кН Расчетные параметры нагрузки
р,, МПа D, см
А1 10,0 0,60 33
А2 11,5 0,60 37
А3 13,0 0,60 39
Примечание: В числителе – для неподвижного колеса, в знаменателе – для подвижного колеса.

Для городских дорог принята нагрузка А2, но р=0,8МПа.

Для приведения реального потока транспортных средств к расчетной нагрузке используют коэффициенты приведения.

Коэффициент приведения Si – отношение степени снижения ресурса и развития повреждаемости дорожной одежды от проезда реального автомобиля (ψф) и расчетного автомобиля (ψр).

 

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
| Требования, предъявляемые к современным вычислительным сетям

Дата добавления: 2014-01-05; Просмотров: 165; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:

  1. Бух.документы и предъявляемые к ним требования.
  2. Документы, предъявляемые при заключении трудового договора
  3. Документы, предъявляемые при приеме на работу. Трудовая книжка.
  4. Квалификационные требования, предъявляемые к аудитору
  5. Понятие бухгалтерской отчетности. Требования, предъявляемые к ней
  6. Понятие документооборота и требования, предъявляемые к первичным документам.
  7. Понятие о пробиотиках, механизм их действия. Требования, предъявляемые к микроорганизмам-пробионтам.
  8. Понятие экономической информации. Требования, предъявляемые к экономической информации
  9. Присоединение теплопотребляющих систем к тепловым сетям. Тепловые пункты. Схемы присоединения ТПС к тепловым сетям.
  10. Сущность и основные требования, предъявляемые к организации товароснабжения
  11. Требования к современным аппаратурным средствам диагностирования
  12. Требования предъявляемые к устройствам отображения и регистрации информации




studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ip: 54.198.2.110
Генерация страницы за: 0.125 сек.