ЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
Цель. Целью работы является исследование процессов тепломассопереноса при кипении He–II как криоагента на плоской поверхности нагрева внутри цилиндрического канала при глубинах погружения, сопоставимых с его высотой.
Метод. Исследование основано на применении методов термодинамического анализа, натурного и вычислительного моделирования процессов и объектов криогенной техники.
Результат. Представлена схема экспериментальной ячейки, а также методика проведения эксперимента и обработки данных. Внимание уделяется поведению межфазной поверхности в зависимости от различных параметров эксперимента: давления над зеркалом жидкости, удельной тепловой нагрузки и высоты столба жидкости над нагревательным элементом. Предложена классификация режимов кипения в вертикальном канале в зависимости от визуального характера процессов на межфазной поверхности жидкость-пар. Построены зависимости положения уровня жидкости в канале от времени. Проведено сравнение всех серий, выявлены закономерности между скоростью межфазной поверхности, разностью температур в жидкости и глубиной погружения нагревательного элемента в сверхтекучий гелий. Составлен тепловой баланс для испарившейся жидкости с целью оценки потерь тепла в свободный объем.
Вывод. При разработке и проектировании систем с использованием сверхтекучего гелия в качестве криоагента можно предполагать морфологию межфазной поверхности и соответствующий рабочий режим установки.
Цель. Целью работы является оценка эффективности модернизированного холодильного агрегата с помощью экспериментальных исследований на бытовом холодильнике.
Метод. При проведении экспериментальных исследований применялись методы прямого измерения основных параметров бытового холодильника, а также проведен сравнительный анализ показателей модернизированного холодильника с показателями базовой модели.
Результат. Проведены экспериментальные исследования бытового холодильника. При исследовании использовали наиболее популярные хладагенты в бытовых холодильниках R134а и R600а. Построены сравнительные диаграммы показателей коэффициента рабочего времени холодильного агрегата, потребляемой мощности электродвигателя компрессора и расхода электрической энергии холодильника.
Вывод. Результаты испытания модернизированного холодильника показывают, что разработанная схема холодильного агрегата бытового двухкамерного холодильника позволяет снизить суточный расход электроэнергии в среднем на 6-7%.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ
Цель. Целью исследования является разработка алгоритмов и подходов для эффективного синтеза регуляторов в системах автоматического управления (САУ) при наличии импульсной модуляции в системах, а также устранение недостатков классических методов синтеза, обусловленных отсутствием общей методологии проектирования систем с нелинейными характеристиками.
Метод. Исследование базируется на обобщенном методе Галеркина и полиномиальной аппроксимации, позволяющих создавать математические модели импульсных модуляторов различного типа (идеальный импульсный элемент (ИИЭ), амплутудно – импульсный модулятор (АИМ I – рода) и АИМ II – рода). Применение данных моделей позволяет точнее учитывать реальные условия функционирования САУ и минимизировать влияние недостатков традиционных методов синтеза в теории автоматического управления.
Результат. Разработаны алгоритмы преобразования непрерывных сигналов в импульсные формы, демонстрирующие высокую степень соответствия ожиданиям и требуемым техническим характеристикам. Вывод. Полученные результаты проверены путем компьютерного моделирования, подтвердившего работоспособность предложенных подходов, результаты моделирования приводятся.
Цель. Целью исследования является повышение эффективности инвестиционных решений путем разработки алгоритма машинного обучения «Модифицированный случайный лес» для формирования инвестиционного портфеля.
Метод. Предложен алгоритм бинарной классификации «Модифицированный случайный лес», основанный на алгоритмах машинного обучения «Дерево решений» и «Случайный лес». На первом этапе алгоритм строит дерево решений, основанное на прогнозах наивным методом и методом ARIMA, на втором этапе – формирует «лес» деревьев из случайных подвыборок.
Результат. Алгоритм протестирован на разных временных промежутках на инструментах российского индекса Мосбиржи и американского индекса NASDAQ. Для оценки точности работы алгоритма были выбраны метрики Precision, Recall, Accuracy. Для сравнения был произведён отбор акций в портфель при тех же условиях классическим методом задачи Марковитца, результаты которого по соответствующим метрикам оказались несколько слабее. Предложенный алгоритм занимает существенно меньше времени работы, поскольку не решает задачу оптимизации при формировании портфеля.
Вывод. Разработанный алгоритм машинного обучения «Модифицированный случайный лес», основанный на методах прогнозирования Arima и наивный прогноз, позволяет решить задачу повышения эффективности управления инвестиционным портфелем, а также в силу своей бинарности может быть использован не только в финансовой сфере, но и для задачи классификации любых других прогнозируемых объектов.
Цель. Целью исследования является разработка методики оценки надежности электронных компонентов сверхбольших интегральных схем с использованием стохастического моделирования методом Монте-Карло для прогнозирования отказов и оптимизации параметров надежности.
Метод. Применен метод статистических испытаний Монте-Карло для моделирования процессов деградации электронных компонентов СБИС.
Результат. Разработана математическая модель, учитывающая влияние температуры, влажности, механических напряжений и электрических нагрузок на параметры надежности. Выполнено 10 итераций моделирования для получения статистически значимых результатов. Получены статистические распределения времени безотказной работы для различных типов компонентов СБИС. Установлено, что температурные воздействия вносят наибольший вклад в деградацию надежности (52,0%), влажность 29,4%, механические напряжения 22,8%, электрические нагрузки 12,7%. Разработанная модель показывает точность прогнозирования 95,5% при сравнении с экспериментальными данными.
Вывод. Метод Монте-Карло обеспечивает эффективное моделирование надежности электронных компонентов СБИС с учетом множественных факторов воздействия. Предложенная методика позволяет оптимизировать конструктивные параметры и режимы эксплуатации для повышения надежности на 12-15%.
Цель. Целью работы является разработка программы по определению категории технического состояния зданий с использованием машинного обучения. Задачи работы заключаются в анализе существующих методов машинного обучения, написании кода программы, сборе обучающего набора данных, определение оптимального соотношение параметров обучения, определение наиболее точного алгоритма машинного обучения при заданных параметрах и исходных данных.
Метод. Исследование основано на методах и алгоритмах диагностирования состояния технических систем с использованием технологии машинного обучения.
Результат. Результаты исследования показывают, что даже при ограниченном объеме данных программа способна корректно и с высокой точностью определять категории технического состояния, минимизируя риск пропуска аварийных ситуаций, а также подтверждает перспективность применения машинного обучения в строительной диагностике.
Вывод. Значимость полученных результатов для строительной отрасли состоит в том, что применение созданной программы позволит увеличить точность и скорость обследования зданий, что в свою очередь повысит их безопасность.
Цель. В представленной публикации рассматривается актуальная проблема – обеспечение требований информационной безопасности (ИБ) при обеспечении учебного процесса в высших учебных заведениях (ВУЗ) Российской Федерации.
Метод. Представляется целесообразным рассматривать обеспечение требований ИБ не как отдельный процесс, а как «встроенное качество» известных систем менеджмента, например, системы менеджмента качества (СМК) в соответствии с требованиями ISO 9001 или специализированной системы менеджмента для образовательной организации (СМОО) по требованиям ISO 21001.
Результат. Доказано, что для обеспечения ИБ требуется только «целевая» система менеджмента в соответствии с требованиями ISO 27001, но в действительности, как показала практика автора по аудитам ВУЗов, это не единственный оптимальный вариант. Новизна представленной публикации заключается в объективных примерах как могут быть применены хорошо известные стандарты (например ISO 9001 или ISO 21001) с минимальными издержками и с результативным выполнением соответствующих требований.
Вывод. Реализация принципа «встроенного качества» в аспекте обеспечения ИБ, получившая достаточное подтверждение при апробации в ВУЗах, дает практический базис для экспертов (консультантов и аудиторов) выбора и реализации стратегического направления в области оценки соответствия. Полученные результаты могут быть применимы всеми заинтересованными сторонами, стремящимися обеспечить требуемый уровень ИБ в рамках общего процесса обеспечения результативной СМК или СМОО для ВУЗов.
Цель. Целью работы является проведение сравнительного анализа эффективности применения генетических алгоритмов для поиска рационального размещения прямоугольных деталей на основе численных экспериментов.
Метод. Существует два основных метода решения задач оптимизации – точные и приближенные. В исследование рассматривается одно из направлений приближенных алгоритмов – эвристические, которые основаны на предположении о свойствах оптимального решения. В статье рассматривается генетический алгоритма как метод, который позволяет находить такое размещение деталей, которое близко к оптимальному. Для решения задачи задаются малые объекты, которые необходимо разместить без взаимного перекрытия внутри больших объектов так, чтобы целевая функция достигала минимума. Актуальность исследования данной задачи обусловлена ее принадлежностью к классу NP-трудных задач.
Результат. Разработана программа, реализующая укладку деталей в полубесконечную полосу с использованием генетического алгоритма. Изучено поведение данной программы на разных классах задач с использованием трех процедур размещения. Анализ работы алгоритма проводится на семи категориях известных тестовых наборов. Каждая категория входных данных содержит по три примера с разным количеством элементов в пределах от 16 до 197.
Вывод. Для решения задач рационального использования материалов актуальным вопросом является разработка и программная реализация эвристических подходов. Данные методы являются эффективными алгоритмами для оптимального использования ресурсов – финансовых, материальных и других. Сильная сторона метаэвристических методов заключается в их способности решения сложных задач без знания пространства поиска, поэтому эти методы дают возможность решать трудноразрешимые задачи оптимизации.
Цель. Цель исследования заключается в разработке нового метода расчета динамики распространения новой технологии с применением асимметричных s-кривых, учитывающего взаимодействие обмен информацией об успешности внедрения новой технологии между активными и потенциальными пользователями новой технологии.
Метод. Используются методы математического анализа, теории вероятностей, разрабатывается новый математический аппарат на основе рекуррентных методов расчета, результаты расчета подтверждаются имитационной моделью. Оценка работоспособности разработанных методов производится посредством сравнения прогнозируемых значений с реальными данными о динамике распространения новой технологии.
Результат. В работе произведена оценка точности прогноза, а также произведен анализ необходимого соотношения между объемом анализируемых данных и точности прогноза роста доли активных пользователей. Предлагаемый метод позволяет также оценить интенсивность взаимодействия между потребителями новой технологии.
Вывод. Полученные результаты могут быть использованы для повышения точности прогнозирования динамики внедрения новых технологий на рынке. Это достигается путем применения рекуррентных уравнений, предназначенных для расчета коэффициента, отражающего интенсивность взаимодействия между пользователями. Использование данных уравнений позволяет более детально оценить влияние межличностных связей на распространение инноваций.
Цель. В настоящей работе проведен детальный анализ известных публикаций в области методологии исследования организационно-технических систем с целью выявления основных тенденций и перспектив их развития, а также выработки рекомендаций по направлению их совершенствования.
Метод. Применены методы индукции, дедукции, теории логики, анализ научной литературы, системный и сравнительный анализ, позволяющие изучать научные труды, монографии, патенты, статьи, посвященные организационно-техническим системам, а также современным тенденциям их развития.
Результат. В статье проведен детальный анализ работ и методологии исследования организационно-технических систем, выявлены актуальные направления развития. Проведенный анализ показал, что исследователи особое внимание уделяют комплексному подходу при изучении организационно-технических систем, учитывающему как технические, так и организационные аспекты. Перспективным направлением являются исследования, направленные на обучение представлений, а также разработку алгоритмов машинного обучения, которые могут быть применены при моделировании организационно-технических систем.
Вывод. По итогам проведенного детального анализа более 300 источников выявлены общие и частные закономерности, подходы к исследованию организационно-технических систем на основе использования различного научно-методического аппарата. Результаты анализа могут быть использованы специалистами и научными работниками, занимающимся исследованиями в области организационно-технических систем; полезны соискателям, ведущим научные исследования в данной области.
Цель. Статья посвящена настройке ПИ-регуляторов в системах управления сложными процессами на энергоблоках АЭС.
Метод. Подчеркнуто применение методов теории автоматического управления для синтеза цифровых регуляторов, что упрощает проектирование. Особое внимание уделено преимуществам наладки регуляторов с использованием аналитических тренажеров. Они позволяют моделировать различные режимы работы, включая нештатные ситуации, что помогает устранить проблемы, такие как интегральное насыщение или потери устойчивости. Аналитические тренажеры ускоряют настройку, снижая затраты и повышая точность.
Результат. Рассмотрены ключевые параметры настройки: коэффициент усиления (KP) и постоянная времени интегрирования (TN), влияющие на чувствительность и скорость реакции системы. Учтены ограничения оборудования, такие как мощность нагревателей и точность измерений. Описан модуль регулятора 1411 в ПТК ТПТС-НТ, обеспечивающий высокую точность и быстродействие благодаря циклу 23,3 мс и частотному диапазону до 21,5 Гц. Это позволяет эффективно обрабатывать входные воздействия и возмущения.
Вывод. Сочетание ПТК ТПТС-НТ и аналитических тренажеров обеспечивает высокую точность, адаптивность и надежность систем управления, что критически важно для сложных процессов, таких как управление энергоблоками АЭС.
Цель. Целью исследования является разработка методики проведения натурного эксперимента для определения исходных данных, необходимых при оценивании защищенности программного обеспечения, используемого на объектах информатизации органов внутренних дел, в динамике его функционирования. Методика позволяет выявлять потенциально возможные уязвимости высокого и критического уровня критичности в процессе функционирования программного обеспечения, определять значения временных характеристик их эксплуатации, средние значения времен выявления и устранения текущих уязвимостей в программном обеспечении.
Метод. Использованы методы теории графов, автоматизированного статического анализа программного кода, электронной хронометрии, прямого измерения, анализа статистических данных, сравнения.
Результат. Получены количественные значения исходных данных, необходимые для проведения оценки комплексного показателя защищенности программного обеспечения автоматизированных систем органов внутренних дел, включающего показатель уровня критичности совокупности уязвимостей в программном обеспечении, показатель временной защищенности программного обеспечения, коэффициент готовности программного обеспечения к безопасному функционированию при наличии уязвимостей, интервальный показатель нарушения защищенности программного обеспечения за счет эксплуатации уязвимости заданного уровня критичности.
Вывод. Перспективы практической реализации предложенной методики связаны с проведением анализа и точной количественной оценки защищенности используемого программного обеспечения в режиме реального времени на основе разработанного программного комплекса с целью выбора его наиболее защищенной версии в интересах повышения уровня защищенности служебной информации ограниченного распространения, циркулирующей на конкретных объектах информатизации органов внутренних дел.
Цель. Целью исследования является программный анализ кибератаки Slowloris и реализация механизма защиты от DDoS–атаки типа Slowloris.
Метод. Для разработки программного средства был выбран язык программирования PHP, так как данный язык зарекомендовал себя как один из самых популярных и широко используемых языков в веб-разработке. Вместе с языком программирования была выбрана IDE PhpStorm от компании JetBrains.
Результат. Разработан программный механизм защиты от DDoS–атаки типа Slowloris. Механизм имеет ряд преимуществ по сравнению с аналогами: возможность использовать программное средство бесплатно, возможность модификации; соответствует требованиям к надежности пароля по современным стандартам; использование HTTPS протокола для защищенного соединения; шифрование запросов; хеширование пользовательских данных авторизации (login, password) и хранение на сервере в БД и др. Вывод. Разработанное программное средство можно использовать как встраиваемый механизм защиты любых страниц авторизации или регистрации, позволяющее автоматически блокировать потенциально опасные соединения.
Цель. В статье предлагается методология выбора критериев оценки эффективности системы информационной безопасности организации на основе проведения имитационных атак типа Red Team. Актуальность исследования обусловлена ростом сложности кибератак и потребностью в объективной проверке готовности организаций различного масштаба – от объектов критической информационной инфраструктуры до финансового и государственного секторов – противостоять целенаправленным атакам.
Метод. Методология сочетает сравнительный анализ существующих подходов, кейс-стади реальных киберучений, моделирование угроз (с опорой на матрицу MITRE ATT&CK) и экспертные интервью со специалистами по безопасности.
Результат. Проведен обзор нормативных документов (российских ГОСТ и федеральных законов, стандартов ФСТЭК, международных стандартов ISO/IEC 27001, рекомендаций NIST SP 800-53) и современных практик команд Red Team/Blue Team, включая использование систем SIEM, SOAR и XDR. Произведена классификация показателей эффективности защиты (время обнаружения инцидента, скорость реагирования, полнота выявления атак и др.), иллюстрированные примерами из практики и схемами архитектуры центров мониторинга безопасности с интеграцией SIEM/SOAR.
Вывод. Представлены альтернативные подходы к оценке (аудит без активных атак, пентесты), ограничения и риски Red Team-методов, даны рекомендации по учету результатов имитационных атак в нормативном регулировании и корпоративном аудите.
Цель. Целью данного исследования является разработка программного средства с графическим пользовательским интерфейсом, предназначенного для анализа и расчета коэффициента несинусоидальности с применением адаптивного оконного преобразования Фурье, а также определение конфигурации силовой части активного фильтра.
Метод. Для анализа гармонического состава тока и напряжения в высоковольтной сети применяется адаптивное оконное преобразование Фурье, обеспечивающее высокую точность спектрального анализа. Это позволяет эффективно выявлять и оценивать коэффициент несинусоидальности сигналов. Расчет конфигурации силовой части активного фильтра выполняется с учетом характеристик нелинейных потребителей и параметров сети. Такой подход обеспечивает определение параметров фильтра, что позволяет существенно снизить искажения и повысить качество электроэнергии.
Результат. В среде Matlab, разработан графический пользовательский интерфейс (GUI) с использованием инструмента Среды разработки графического пользовательского интерфейса Matlab (GUIDE). Данная программа позволяет не только проводить спектральный анализ и оценивать уровень гармонических искажений, но и формировать рекомендации по выбору конфигурации силовой части активного фильтра. Вывод. Предложенное решение может быть эффективно использовано инженерно-техническим персоналом промышленных предприятий для мониторинга качества электроэнергии и снижения уровня гармонических искажений. Применение адаптивного оконного преобразования Фурье позволяет программному комплексу стать универсальным инструментом для задач анализа, а разработанный модуль конфигурации расчета силовой части активного фильтра в высоковольтной сети горно-обогатительного комбината делает возможным эффективное и точное снижение гармонических искажений.
Цель. Целью исследования является разработка и совершенствование методов оценки работоспособности трубопроводов с дефектами овальности для повышения безопасности и экономической эффективности эксплуатации.
Методы. Моделирование и уточненный расчет газопроводов производился в программном комплексе в упругопластической постановке задачи с использованием диаграммы деформирования по модели Рамберга-Осгуда. Расчёт является наиболее приближённым для деформированных сталей.
Резльтат. Расчеты на усталостную долговечность показали, что в условиях эксплуатации большинство дефектов овализации поперечного сечения до 10 % имеют остаточный ресурс. Разработана усовершенствованная методика для отбраковки труб с овальностью с учетом различных характеристик, которая позволяет обеспечить более достоверную отбраковку и оценку трубы с данным дефектом.
Вывод. Предложенные методы, полученные при изучении дефекта поперечного сечения типа овальность, целесообразно использовать для оценки работоспособности дефектного участка газопровода, а также на этапе контроля технического состояния. Актуальность подтверждается тем, что дефект изучен с учетом многих факторов, которые влияют на прочностные характеристики стали.
Цель исследования заключается в изучении возможностей оптимизации компоновки объектов строительства с использованием современных компьютерных технологий и алгоритмов, таких как генеративный дизайн.
Метод. Методы исследования включают генеративный дизайн и алгоритмы машинного обучения. Результат. Представлены результаты разработки методики оптимизации компоновки объектов строительства, которая может быть применена в практической деятельности архитекторов и инженеров. Принципы информационного моделирования способствуют повышению скорости выполнения проектных работ без ущерба их качеству. Это помогает предотвратить множество ошибок на стадии проектирования, что в свою очередь снижает вероятность возникновения проблем на этапе строительства объекта.
Вывод. Сложность задачи оптимизации компоновки возрастает с увеличением сложности проекта и разнообразием требований, которым должны соответствовать объекты. Использование среды разработки Dynamo Studio позволит создавать эффективный программный модуль для генерации компоновки объектов строительства в пространстве.
Цель. В статье проведен анализ основных подходов к оценке защищенности информационных систем, выделены их преимущества и недостатки, рассмотрена их применимость для органов внутренних дел Российской Федерации. Целью исследования является определение перспектив развития методологических подходов к оценке защищенности органов внутренних дел Российской Федерации. Метод. Исследование опирается на изучение различных методов оценки защищенности информационных систем, а также на анализ научной литературы и публикаций по данной теме.
Результат. Предложен подход к дальнейшему развитию методов оценки защищенности информационных систем с учетом специфики органов внутренних дел Российской Федерации.
Вывод. Отмечается перспективность исследований в рамках создания специализированного программного обеспечения, объединяющего в себе экспертные знания и количественные алгоритмы, которое могло бы упростить оценку защищенности информационных систем органов внутренних дел, обеспечив точность, доступность и адаптивность к специфике правоохранительной деятельности. Такое программное обеспечение стало бы ценным инструментом для повышения безопасности данных органов внутренних дел, минимизации рисков и оптимизации ресурсов, открывая новые возможности для защиты критически важных информационных систем.
СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА
Цель. В статье рассматривается соответствие статически определимых и статически неопределимых ферм общефизическому принципу стационарного действия и его конкретному проявлению в механике деформируемого твердого тела – обобщенным вариационным принципам Лагранжа и Кастильяно.
Метод. Проектные задачи для ферм решены на основе теории структурного синтеза с использованием обобщенного вариационного принципа Кастильяно и метода множителей Лагранжа. Рассмотрены изопериметрические задачи с уравнением связи, устанавливающим заданный объём материала. Из условия стационарности обобщённого функционала потенциальной энергии деформации выведены уравнения для определения варьируемых параметров. Для трёхстержневой статически неопределимой фермы обнаружено ее вырождение в единый стержень, а для многопролётной фермы – комплексные числа для искомых параметров.
Результат. Дано обобщение теоремы Васютинского, сформулированной без учёта проблемы устойчивости равновесия элементов системы. Установлено, что для статически определимой фермы минимуму потенциальной энергии деформации соответствует минимум объёма материала и при наличии сжатых стержней. Дано обобщение теоремы Леви с учётом устойчивости равновесия сжатых стержней, которое подтвердило поиск рациональных систем в области статически определимых систем с обеспечением глобальных минимумов потенциальной энергии деформации и объёма материала. Лишённая объективного критерия рациональности, задача синтеза статически неопределимой фермы может рассматриваться при различных вариантах субъективных критериев с локальным минимумом целевой функции.
Вывод. Для обеспечения глобальных показателей качества механического сопротивления конструктивных систем, в частности ферм, их анализ и синтез должны производиться на единой методологической основе – с использованием принципа стационарного действия.
Цель. Цель исследования состоит в разработке и программной реализации алгоритмов инженерных расчетов, предназначенных для автоматизированного определения параметров смесительных, водоструйных и циркуляционных насосов, применяемых в системах водяного отопления жилых зданий.
Метод. Методологической основой исследования являются нормативные положения в области отопления и теплоснабжения, уравнение теплового баланса и принципы гидравлического расчета систем отопления. Алгоритмы реализованы в виде трех взаимосвязанных программных модулей, структурированных по блочно-логической схеме: ввод исходных данных, теплотехнический и гидравлический расчеты, вывод параметров для подбора насосов. Расчеты выполняются с учетом установившегося теплового режима, параметров наружного и внутреннего воздуха, гидравлических потерь в системе и конструктивных особенностей насосного оборудования.
Результат. Разработаны три специализированные программы для подбора параметров работы смесительного, водоструйного и циркуляционного насосов, применяемых в системах водяного отопления жилых зданий. Обеспечено автоматизированное определение исходных и расчетных параметров, включая максимальную тепловую нагрузку, массовый расход теплоносителя, коэффициент смешения потоков, гидравлический напор, геометрические характеристики. Представлена структура каждого программного модуля с обоснованием входных, промежуточных расчетных данных в виде листинга и выходных характеристик.
Вывод. Разработанные алгоритмы позволяют упростить и ускорить процедуру подбора параметров работы насосного оборудования, а также минимизировать погрешности при инженерных расчетах. Предложенные программные средства обеспечивают соответствие проектных решений действующим нормативным требованиям и учитывают, как наружные и внутренние климатические условия, так и эксплуатационные характеристики зданий; позволяют адаптировать алгоритмы расчета под различные условия теплоснабжения, включая независимое присоединение и замыкающие участки систем. Автоматизация расчетов способствует интенсификации проектных работ и может быть интегрирована в системы САПР и BIM-технологии.
Цель. Оценка адгезии фосфатной пленки необходима для повышения долговечности и надежности кровель, обеспечивая защиту от коррозии, герметичность и экономическую эффективность строительства. Целью исследования является оценка адгезионного сцепления фосфатной пленки на поверхности металла с кровельным гидроизоляционным материалом, приклеенным на полиуретановый клей.
Метод. Пленка получена на поверхности металлических пластин из стали (Ст3) путём обработки поверхности металла преобразователем ржавчины. Авторами предложена экспериментальная улучшенная рецептура преобразователя коррозии на основе ортофосфорной кислоты, с добавкой кислоты (или солей кислот) Льюиса. Для испытания использовались металлические пластины 150х150мм, к поверхности которых приклеивался гидроизоляционный материал с флисовой основой на кровельный полиуретановый клей. Поверхность половины образцов обрабатывали с помощью преобразователя коррозии, а другую часть образцов оставляли без обработки с застарелой коррозией металла на поверхности. Произведен отрыв кровельного гидроизоляционного материала с помощью прибора-адгезиметра ОНИКС-1.АП.005 по методикам ГОСТ 28089-2012 и ГОСТ 28574-2014.
Результат. Выявлено, что средняя прочность сцепления фосфатной пленки с полиуретановым клеем составляет 0,413 МПа, что выше на 4,03% чем у поверхности необработанного металла без коррозии и выше на 21,47%, чем у металла с поверхностной коррозией.
Вывод. Модифицированная фосфатная пленка обладает повышенной адгезией к клеевым, а в перспективе, возможно, что и к лакокрасочным покрытиям и бетону.
Цель. Большая часть территории Российской Федерации испытывает нехватку каменных минеральных материалов, применяемых для устройства слоев оснований дорожных одежд. В качестве альтернативы на территориях с дефицитом каменных материалов, целесообразно применять грунты, укрепленные вяжущими веществами. Применение минеральных вяжущих в чистом виде имеет ряд недостатков, основным из которых является низкая трещиностойкость укрепленных грунтов, что объясняется их низкой деформативностью. Целью работы является проведение исследований влияния двух стабилизирующих добавок «Underbold» и «Geo-R-Bond» на физико-механические характеристики суглинка при его укреплении цементом.
Метод. Для проведения комплексного анализа физико-механических свойств укрепленного грунта с использованием стабилизирующих добавок были разработаны и испытаны цилиндрические образцы в соответствии с требованиями ГОСТ 70452-2022 «Грунты стабилизированные и укрепленные неорганическими вяжущими. Общие технические условия».
Результат. Комплексное исследование прочностных характеристик образцов грунтобетона в зависимости от дозировки цемента и стабилизирующих добавок позволило разработать оптимизированные рецептуры, обеспечивающие максимальную эксплуатационную надежность материала. В ходе экспериментальных исследований было установлено, что повышение содержания цемента в составе грунтобетона приводит к пропорциональному увеличению его прочностных показателей. Анализ полученных данных показал, что максимальная прочность достигается при введении 7% цемента в суглинистый грунт, что свидетельствует о достижении оптимального баланса между пластичностью и структурной целостностью материала.
Вывод. Использование рассматриваемых стабилизаторов при укреплении грунта способствует приросту прочности образцов на растяжение при раскалывании, что свидетельствует об улучшении трещиностойкости. В процессе комплексной оценки эффективности стабилизаторов грунта, учитывающей физико-механические характеристики укрепленного материала и оптимальное соотношение компонентов, был выявлен наиболее результативный состав. Оптимальная пропорция стабилизирующих агентов включает 7% цемента в сочетании с добавкой «Underbold».
Цель. Улучшение качества и долговечности строительных материалов при одновременном снижении затрат на их реализацию и эксплуатацию является актуальной задачей строительного материаловедения. Новые технологии основаны на доминирующем положении активной вяжущей составляющей, отвечающей за ускорение гидратационных процессов вяжущего, целенаправленном формировании фазового состава и изменении структуры цементного камня. Комбинирование клинкерной и минеральной части, включение в систему химических модификаторов, правильное проектирование рецептуры и технологии приготовления вяжущей композиции и бетонной смеси, позволит достичь заданную проектную прочность, снизить расход цемента и себестоимость изделия.
Метод. Исследования проводились согласно нормативным документам ГОСТ 310.4-81 Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии; ГОСТ 310.3-76 Цементы. Методы определения нормальной густоты, сроков схватывания и равномерности изменения объема; ГОСТ 30515-2013 Цементы. Общие технические условия. ГОСТ 101802012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам.
Результат. Получена комплексная пуццолановая добавка, вещественный состав которой позволит создавать более плотную структуру камня, за счет дополнительного активного источника негидратированных силикатов кальция, алюмосиликатов натрия и кальция. Полученное наполненное вяжущее обладает свойствами на порядок выше контрольных образцов. С использованием местного инертного материала и экономии 25 % клинкерной доли разработаны составы тяжелого бетона классов В20–22,5, применяемые при заливке фундаментов, плит перекрытий, лестничных маршей, элементов мощения и других бетонных и железобетонных изделий.
Вывод. Результаты исследований позволят с успехом реализовывать проекты мирового значения, создавая устойчивые, прочные и долговечные бетонные конструкции.
Цель. В статье представлены общие закономерности получения легких жаростойких торкрет-масс на основе заполнителей диатомитовой крошки и керамзитового песка на композиционном вяжущем из портландцемента с тонкомолотыми добавками из обожженных сланцевых и аргиллитовых глин, боя керамического кирпича. Целью исследования является определение влияния вида и дозировок минеральных добавок и температуры нагрева на пределы прочности при сжатии и изгибе.
Метод. Применялось современное высокотехнологичное оборудование, методы исследований и испытаний, регламентированные нормативными документами в сочетании с исследовательскими методиками, методы математического планирования эксперимента.
Результат. Проведены исследования по определению предела прочности при сжатии и изгибе образцов жаростойких торкрет-масс с целью определения и подбора оптимального состава для защиты конструкций бетонной обделки от воздействия высоких температур.
Вывод. Разработанные составы торкрет-масс на основе композиционного вяжущего из местного минерального сырья обладают удовлетворительными физико-механическими свойствами и сочетаются с результатами других исследований в этой области, что делает их перспективными для применения при усилении конструкций зданий и сооружений, а также для защиты от воздействия высоких температур. Полученные результаты подтверждают возможность применения данных составов в строительной практике.
Цель. В статье рассматриваются особенности работы ферм с целью определения оптимального числа разнотипных элементов при конструировании фермы.
Метод. Исследование проведено на основе аналитических методов расчета обычных и шпренгельных ферм трапециедального очертания на прочность, жесткость, устойчивость. С помощью теоретических исследований определяется расход стали в зависимости от числа разнотипных элементов фермы. Приведен числовой пример определения расхода стали для пролёта фермы 18м.
Результат. Представлена методика расчета и исследование работы обычных и шпренгельных ферм трапециедального очертания. Определен расход стали на все виды конструкций, составлены таблицы и построены графики с кривыми расхода стали. Рассмотренные конструктивные и расчётные схемы позволяют опеределить оптимальное число разнотипных элементов фермы, которое обеспечивает минимум расхода стали на конструкцию.
Вывод. На основе представленных результатов можно определить оптимальное число разнотипных элементов еще на стадии компоновки фермы.
ISSN 2542-095X (Online)






























