Материал: 2478

СТРОИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА

на балку силы перпендикулярны к оси. Из того, что Mz=0, в свою очередь вытекает любопытный результат: центр тяжести сечения балки лежит на нейтральной линии (очевидно, это будет О), так что нейтральный слой проходит через ось балки.

Вычислим теперь момент М всех упругих сил, действующих в рассмотренном сечении, относительно нейтральной оси. Напомним, что моментом силы Р относительно точки А называется произведение из силы Р на расстояние r от точки А до направления силы (плечо силы). Если сила Р лежит в плоскости, перпендикулярной к некоторой оси, то ее моментом относительно этой оси называется моментом силы Р относительно точки пересечения оси с упомянутой плоскостью. Этим моментом характеризуется вращательная способность силы Р по отношению к данной оси, как оси вращения. Для элементарного усилия этот момент будет:

Причем все элементарные моменты вращаются в одну сторону; суммируя их, получим:

M RE z 2 z1 y 2 dy .

Этот интеграл представляет момент инерции I сечения балки относительно нейтральной линии, и мы приходим к основной формуле в теории изгиба балки:

Важно отметить, что здесь можно принять М и за момент внешних сил, действующих на левую часть балки, относительно той же нейтральной оси. Действительно, в виду того, что левая часть балки находится в равновесии, моменты внутренних и внешних сил должны быть равны по величине (хотя и вращать в разные стороны). Очевидно, таков же будет и момент внутренних сил, с которыми левая часть балки действует на правую, равно как и момент внешних сил, действующих на правую часть балки. Эта величина и называется изгибающим моментом в рассматриваемом сечении. Постоянная EI, стоящая в числителе выражения (3), носит название «жесткости» балки.

Сопоставляя формулы (1) и (3) находим:

нейтрального слоя волокон. Пусть означает расстояние этих волокон нейтрального слоя, тогда:

Если есть наибольшее допустимое материалом напряжение, то ясно, что изгибающий

m

момент М не должен превосходить m W . Эта граница зависит не только от материала балки

m , но и от геометрических свойств сечения ее (W); чем больше величина W, определяемая

формулой (5), тем больший изгибающий момент может быть приложен к балке без опасности для ее целостности. Это число W, играющее, как видим, важную роль в рассматриваемых вопросах, называется моментом сопротивления сечения.

СТРОИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА

же, как и в случае балки, обращенной книзу своей гранью, момент же сопротивления будет в

Весьма любопытно, что, если в поставленной на ребро балке осечь сверху и снизу узлы (mCnиm'Dn'), то этим можно даже увеличить момент сопротивления сечения («парадокс Эмерсона»).

Действительно, если обозначить через x отношение mC к a,то разлагая фигуру AmnBn'm', как указано на рисунке 3, легко установить, что момент сопротивления ее будет

Наибольшей величины это выражение достигает при x 1 (а не при x = 0, т.е. не для

9

полного квадрата). Срезание углов увеличивает момент сопротивления на 5%.

Заключение

Таким образом, величина W зависит от формы и размеров поперечного сечения, а также от его ориентации по отношению к изгибающей силе. При проверочных расчетах определяют максимальные действительные напряжения, т.е. напряжения в наиболее опасных точках опасного сечения и сравнивают их с допускаемыми напряжениями. В этом случае предварительно находят изгибающий момент в опасном сечении и допускаемые напряжения. В полученных выше формулах и сделанных благодаря им выводах используется такое математическое понятие как определенный интеграл.

Библиографический список

1.Федосьев, В.И. Сопротивление материалов: учебник / В.И. Федосьев. – М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана,

2010. – 590 с.

2.Руппель, Е.Ю. Задачник – практикум по математике. Часть 2: учеб. пособие. В 2-х частях / Е.Ю. Руппель, С.В. Матвеева, Т.Е. Болдовская – Омск: СибАДИ, 2013. – 228 с.

APPLICATION OF THE DEFINITE INTEGRAL TO THE CALCULATION OF THE BENDING BEAM AND THE MOMENT OF RESISTANCE

E.YU. Ruppel', E.A. Onuchina

Abstract. The purpose of this work is consideration of some tasks from the theory of calculation of the bending moments of beams on the basis of calculation of a certain integral. And also examples of calculation of the moments of resistance of sections for beams with equal cross sections, but different forms of sections are reviewed. The comparative analysis of design features of beams, that is the geometrical properties of their section influencing increase in the moment of resistance is carried out.

Keywords: bending moment, moment of resistance, definite integral.

Руппель Елена Юрьевна (Омск, Россия) – доцент кафедры «Высшая математика» ФГБОУ ВПО

«СибАДИ»(644080, г. Омск, пр. Мира 5, e -mail: ruppelsan@mail.ru).

Онучина Евгения Алексеевна (Омск, Россия) – СУЗ 15Д1 ФГБОУ ВПО «СибАДИ»(644080, г. Омск, пр. Мира

5, e-mail: Onuchina.natashenka@mail.ru).

Ruppel. Elena Yurevna (Omsk, Russian Federation) – associate professor, associate professor Department of mathematics, The Siberian state automobile and highway academy (SibADI) (644080, Mira, 5 prospect, Omsk, Russian Federation, e-mail: ruppelsan@mail.ru).

Onuchina Evgeniya Aleksandrovna (Omsk, Russian Federation) – student group CPS 15D1, The Siberian state automobile and highway academy (SibADI), (644080, Mira, 5 prospect, Omsk, Russian Federation, e-mail: Onuchina.natashenka@mail.ru).

СТРОИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА

УДК 625.76.08

АНАЛИЗ И КЛАССИФИКАЦИЯ РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ КОММУНАЛЬНЫХ ДОРОЖНО-УБОРОЧНЫХ МАШИН

В.С. Щербаков, С.И. Цехош

ФГБОУ ВО «СибАДИ», Россия, г. Омск.

Аннотация. В статье представлена классификация коммунальной техники, выпускаемой в России, а также ряд дополнительного оборудования для осуществления уборочных работ. Наиболее рациональными является МТЗ – 82.1 со щеточным устройством. Он является маневренным менее затратным по экономическим параметрам, многофункциональным.

Ключевые слова: коммунальные машины, трактор МТЗ-82.1, коммунальная щетка, навесное оборудование.

Введение

Внастоящее время большее внимание уделяется проблемам уборочно-дорожных работ. В нашей стране ежеминутно возводится большое количество домов, жилых массивов, создается большое количество дворовых зон, проезжих частей. В связи с этим возникает вопрос о содержание дорог, помимо применения ручного труда, главным является использование уборочных коммунальных машин.

На коммунальной технике применяется рабочее оборудование, от которого зависит эффективность уборки.

При дорожно-уборочных работах, движение коммунальных машин по рельефу дороги протекает под воздействием многочисленных и разнообразных внешних факторов, влияющих на рабочий процесс, неровности опорных поверхностей, удельная загрязненность поверхности, микрорельеф дорожного полотна.

Неровность опорных поверхностей коммунальных машин является основным источником непрерывных колебаний, амплитуды, и ускорения которых достигают значительных величин. При проектировании и проведение испытаний необходимо располагать характеристиками опорных поверхностей.

Перечисленные факторы оказывают негативное влияние на процесс работы рабочего органа, снижают работоспособность техники и, как следствие, могут стать причиной значительных экономических потерь.

На основании результатов анализа сложной динамической системы рабочего процесса коммунальной машины разрабатываются рекомендации по совершенствованию опорных элементов обеспечению оптимального прижима рабочего органа к обрабатываемой поверхности.

Это обеспечивает хорошую чистку дорог с высокой производительностью и сохраняет ресурс оборудования.

Актуальность проблемы обусловлена необходимостью повышения эксплуатационного срока рабочего органа коммунальной машины, полноценную очистку дорожного покрытия, а так же должный уровень стабильности работы и маневренности коммунальной щетки.

Предназначение рабочего оборудования коммунальных дорожно-уборочных машин

Рынок коммунальной техники начал формироваться в СССР примерно в середине 60-х годов. Во второй половине 90-х годов этот сегмент отрасли машиностроения пережил серьезный кризис. С начала 2000-х годов началось восстановление отрасли. В настоящее время российский рынок коммунальных машин сохраняет тенденцию к медленному, но стабильному развитию. Начиная с 2003 года объем рынка ежегодно увеличивается на 5-7% [1].

Внастоящее время парк коммунально-уборочной техники, используемый для наведения порядка в городах и на дорогах, чрезвычайно разнообразен.

ВРоссии производством машин для коммунального хозяйства занимаются более 40 предприятий, за счет которых в основном пока и удовлетворяются потребности дорожных эксплуатационных организаций.

СТРОИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА

Федеральная целевая программа «Модернизация транспортной системы России (2002-2010 годы)» и соответствующими федеральными законами о бюджетах. Она уже дала первые результаты: если в 2002 году оснащенность коммунальных служб составляла 37,7%, то к началу 2006 года этот показатель увеличился уже до 53% [1].

Географически рынок коммунальной техники очень широк, так как в России насчитывается 1037 городов, 2193 рабочих поселка, 153 тысячи сельских населенных пунктов [1]. Производство коммунальной техники характеризуется сильной конкуренцией и представлено достаточно мощными заводами-производителями, а значит, у потребителей коммунальной техники есть возможность выбора среди отечественных производителей. Достоинством коммунальной техники является, отсутствие конкурентов отечественной гидравлики.

В странах Средней Азии потребность в таких машинах стала возрастать, поскольку эти государства в значительной степени ориентированы на технику российского производства, а ООН приняла программы по финансированию развития стран Средней и Юго-Восточной Азии [1]. На некоторых отечественных машиностроительных предприятиях при создании современной дорожной техники пока используются западные технологии, отдельные агрегаты и комплектующие. Стоимость таких машин на 15-30 % ниже стоимости зарубежных аналогов [1].

Подметально-уборочные машины имеют свою классификацию. По назначению машины подразделяются [2]:

-подметальные;

-подметально-уборочные;

-вакуумно-подметальные;

-вакуумно-уборочные;

-струйные уборочные.

Подметально-уборочные машины предназначены для удаления загрязнений с твердых дорожных и аэродромных покрытий, очистки городских территорий, сбора и транспортировки смета. По назначению и области применения подметально-уборочной машины разделяются на несколько видов.

Подметальные машины отделяют и перемещают смет косоустановленной цилиндрической щеткой в сторону от направления движения машины без его подборки, поэтому используются преимущественно для подметания загородных дорог, внутридворовых территорий и для уборки снега в зимний период.

Подметально-уборочные машины, наиболее распространенный вид, осуществляют подметание дорог и городских территорий щетками различных конструкций с одновременным сбором смета, который периодически перегружается в мусоровозы, мусоросборники или вывозится на свалки [3].

Недостатками таких машин являются высокая запыленность воздуха при работе щеток и быстрый износ ворса. В частности, затраты на замену изношенного щеточного ворса составляют до 25 % общих затрат на эксплуатацию машины [2].

Более высокое качество очистки обеспечивают вакуумно-уборочные машины, оснащенные вакуумным подборщиком и пневматической системой транспортирования смета в бункернакопитель. В вакуумно-подметательных машинах вакуумный подборщик используется совместно с коммунальными щетками. По качеству очистки вакуумно-подметальные машины значительно эффективнее, так как щетки быстро осуществляют подачу смета в вакуумный подборщик [3].

На сегодняшний день около 90 % парка отечественного, а также все импортные коммунальные машины для летнего и зимнего содержания дорог и улиц, прилегающих территорий оснащаются щетками, которые классифицируются по типу использованного рабочего органа [2]:

-цилиндрическая щетка;

-ленточная щетка;

-коническая щетка;

-вакуумный подборщик;

-газоструйное сопло.

Цилиндрические щетки диаметром окружности вращения до 1 м имеют горизонтальную ось вращения.

Цилиндрические подметальные щетки изготавливают в двух основных конструктивных вариантах: с сердечником малого диаметра, на котором синтетический или металлический ворс