КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 18-79-00147
НазваниеМатематическое моделирование термомеханического поведения современных антифрикционных полимерных материалов под действием штатных и внештатных функциональных нагрузок в элементах транспортно-логистических систем
Руководитель Каменских Анна Александровна, Кандидат технических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" , Пермский край
Конкурс №29 - Конкурс 2018 года по мероприятию «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-101 - Прочность, живучесть и разрушение материалов и конструкций
Ключевые слова Полимерные антифрикционные материалы, термомеханические свойства, фрикционные свойства, численные эксперименты, контактное взаимодействие, опорные части пролетных строений мостов, антифрикционные прослойки
Код ГРНТИ30.19.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Ни одна транспортно-логистическая система не может обойтись без мостов, мостовых конструкций и эстакад. Данные конструкции в большей степени испытывают на себе температурные перепады и нагрузки от транспортного потока, при этом основная температурная и силовая нагрузка воспринимается опорными частями пролетных строений мостов. Таким образом, актуальность исследований обусловлена широким применением опорных частей в мостовых сооружениях транспортно-логистических систем. При этом на конструкции накладываются высокие требования относительно прочности, надежности, долговечности и износостойкости, а оптимальный выбор материалов антифрикционного слоя позволит увеличить срок службы конструкции. В настоящее время существует большой выбор антифрикционных полимерных материалов российского и зарубежного производства, пригодных в той или иной степени для работы в условиях контактного деформирования опорных частей мостов: антифрикционные композиционные материалы на основе фторопласта-4 с различными нанонаполнителями, модифицированный фторопласт, сверхвысокомолекулярные полиэтилены и др. Новые математические модели поведения таких материалов, отражающие их термомеханические, фрикционные и физико-механические особенности, позволят оценить их работу в качестве антифрикционного слоя опорных частей мостов и оптимизировать выбор материалов в зависимости от температурных и силовых условий работы конструкции. Особый интерес представляют рабочие и деформационные характеристики, качественные и количественные закономерности изменения параметров зон контакта, особенности работы в экстремальных эксплуатационных и температурных режимах и др. Оптимизация выбора материалов антифрикционного слоя опорных частей позволит повысить ресурс работы конструкции. Исходя из актуальности исследования, в рамках общей научной проблемы формулируются следующие конкретные задачи исследований:
– Анализ результатов экспериментальных исследований физико-механических, фрикционных и термомеханических свойств современных полимерных антифрикционных материалов.
– Выбор, описание, верификация и апробация определяющих соотношений, описывающих поведение исследуемых материалов на основе экспериментальных данных, и создание на их основе математических моделей описывающих деформационное поведения антифрикционных полимерных материалов.
– Постановка краевой задачи нелинейного контактного деформирования элементов транспортно-логистических систем, на примере опорных частей пролетных строений мостов с антифрикционной прослойкой под действием силовых и температурных нагрузок с учетом трения между сопрягаемыми поверхностями и всех возможных типов контактного состояния.
– Численные исследования деформационного поведения в контактном узле прослоек из разных полимерных антифрикционных материалов в условиях, соответствующих реальным температурно-силовым режимам воздействия.
– Проведение серии численных исследований, направленных на выявление закономерностей деформационного поведения конструкций опорных частей с прослойками из разных материалов, при разном уровне температурно-силовых воздействий: характер распределения зон контактного состояния, распределения контактного давления и контактного касательного напряжения, величин смещений и расхождений контактных поверхностей, исследование напряженно-деформированного состояния.
– Сравнительный анализ закономерностей деформационного поведения антифрикционных прослоек из разных полимерных материалов в конструкции опорных частей с целью оптимизации ее работы.
Новизна поставленной задачи заключается в комплексном подходе к оценке влияния термомеханических, фрикционных и эксплуатационных свойств широкого ряда новых и модифицированных антифрикционных полимерных материалов, предназначенных для работы в сложных условиях деформирования в рамках контактного взаимодействия в ответственных узлах элементов транспортно-логистических систем.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ