CC BY
30
108
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 8 (17), 2015 | ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
4. Непомилуев В. В., Олейникова Е. В., Гусарова Н. И. Вероятностно-статистическая модель процесса индивидуального подбора деталей// Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2015 - № 1 - с. 813.
5. Олейникова Е.В. Разработка функциональной модели образования погрешности при использовании метода подбора// Известия Юго-Западного Государственного Университета. Серия Техника и технологии. -2014- №4 - с.28-32
Непомилуев В. В., Олейникова Е. В. Методология обеспечения робастности процесса сборки на основе метода индивидуального подбора деталей// Вестник РГАТУ им.П.А. Соловьева. - 2015 - № 1(32) - с. 108-112.
7. Genichi Taguchi. Taguchi’s Quality Engineering Handbook. John Wiley & Sons, Inc. ASI Consulting Group, LLC, Livonia, Michigan. - 2005 - 1804 p.
6.
ДЕФОРМИРОВАНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ БАЛОК С ЗАМОДЕЛИРОВАННЫМИ
ТРЕЩИНАМИ
Пичкурова Наталья Сергеевна
Канд. техн. наук, доцент кафедры «Зданий, строительных конструкций и материалов», Сибирский государственный
университет путей сообщения», город Новосибирск
АННОТАЦИЯ
Проведенные экспериментальные исследования по испытанию железобетонных изгибаемых конструкций с замоделированными трещинами показали, что с помощью пластин, установленных в растянутой зоне и имитирующих трещины, возможно качественно изменить напряженно-деформированное состояние (НДС) конструкции, влияя на такие параметры как высота и ширина раскрытия трещин, шаг и количество трещин, деформации сжатой и растянутой зоны, жесткость конструкции. Появляются возможности для регулирования процесса трещинообразования и НДС в целом.
ABSTRACT
The experimental study on testing reinforced concrete bent constructions with modeling cracks showed that using plates installed in the tension zone and a imitating cracks, maybe qualitatively to change the stress-strain state (SSS) of structure, influencing on such parameters as a height and width of the cracks, step and number of cracks, deformation of the compressed and stretched zone, inflexibility of construction. There are opportunities for the regulation of the process of cracking and SSS in general.
Ключевые слова: деформирование, трещинообразование, железобетонные изгибаемые элементы, замоделированные трещины
Keywords: deformation; cracking; reinforced concrete bending elements; modeling cracks.
В современном строительстве основным материалом является железобетон. Он завоевал свою популярность благодаря сочетанию уникальных свойств: длительности срока службы, огнестойкости, противостоянию агрессивной окружающей среде, малых эксплуатационных расходов на содержание конструкций, сейсмостойкости. Однако одним из недостатков железобетона является ранее образование трещин в растянутой зоне, а вследствие этого, быстрый рост прогибов конструкций до предельной величины. Проблема раскрытия трещин имеет немалое значение для обеспечения совместного деформирования арматуры и бетона, отчего, в конечном итоге, зависит долговечность, жесткость и обеспечение полного использования несущей способности железобетонных конструкций.
В 2006-2007 гг. были проведены экспериментальные исследования по испытанию кратковременной нагрузкой железобетонных балок без предварительного напряжения с заранее организованными трещинами (физический эксперимент) [2-5]. Проведенный анализ прогибов изгибаемых элементов на конкретных примерах силового воздействия показал, что при организации трещин в растянутой зоне балки кратковременный прогиб снижается в среднем в 2,5 раза при действии одной сосредоточенной силы по оси симметрии балки и в 1,3 раза при действии двух сил (рис. 1).
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 8 (17), 2015 | ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
109
Рисунок 1. Зависимости «нагрузка-прогиб» для балок, испытанных на разные силовые воздействия Серия № 1, серия № 2 - балки обычные без преднапряжения; серия № 3 - балки с одной замоделированной трещиной;
серия № 4 - балки с двумя замоделированными трещинами
Проведенный анализ характера распределения деформаций показал, что при стохастическом образовании трещин сложно построить точную аналитическую модель изгибаемых элементов под нагрузкой; в то время как для конструкций с организованными трещинами такая возможность установлена [5].
В настоящее время экспериментальные работы в этой области продолжены: испытаны две серии железобетонных перемычек (по 3 штуки в каждой серии) марки 2ПБ 10-1П (серия 1.038.1-1) на действие одной сосредоточенной силы. Образцы изготовлены из тяжелого бетона класса по прочности на сжатие В15.
Серия № 1 - сплошные перемычки, поставляемые заводом-изготовителем на строительные площадки.
Серия № 2 - перемычки с замоделированными трещинами, которые представлены девятью оцинкованными пластинами, установленными в растянутой зоне в процессе изготовления конструкций. Толщина пластин - 0,5 мм; высота - 28 мм, что соответствует 0,2»h, где h - высота перемычки.
Количество пластин-трещин выбрано по результатам предыдущих испытаний [4, 5], в которых по аналогичной схеме загружения на момент разрушения было выявлено в среднем девять трещин.
Размеры сечения перемычек и схема расстановки оцинкованных пластин, имитирующих трещины, показаны на рис. 2.
а) - серия № 1; б) - серия № 2; 1 - каркас (104 Вр-500 (As = 12,6 мм2)); 2 - петля; 3 - установленные в процессе изготовления пластины
Статическая нагрузка приложена с помощью гидродомкрата 10 ступенями по 0,5 кН. Для регистрации прогибов использованы прогибомеры Аистова с ценой деления 0,001мм. Осадки опор измерены при помощи индикаторов часового типа с ценой деления 0,01мм. Относительные деформации зафиксированы тензорезисторами
сопротивлением 307 Ом с базой 50 мм с помощью тензометрической станции «Динамика-2» и индикаторами многооборотными часового типа с ценой деления 0,01мм. Схема расстановки механических приборов и расклейки тензорезисторов представлена на рис. 3.
Для каждого образца на всех ступенях загружения построены эпюры деформаций. На рис. 4 показаны эпюры
110
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 8 (17), 2015 | ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
средних деформаций при нагрузке 400 кгс, что соответствует предразрушающей нагрузке.
Из рис. 4 видно, что деформации сжатого волокна в сечении 2 (непосредственно под приложенной силой) между сериями существенно отличаются: так в серии № 1
(сплошные перемычки) eb = 141,52*10-5, в то время как в серии № 2 (с замоделированными трещинами) - eb = 88,84*10-5 (что в 1,5 раз ниже). При этом средняя высота сжатой зоны для перемычек серии № 1 составляет 34,62 мм, для перемычек серии № 2 - 35,89 мм.
Рисунок 3. Схема расположения измерительных приборов
Рисунок 4. Распределение усредненных деформаций (10-5) при нагрузке 400 кгс. а) - серия № 1; б) - серия № 2
Рисунок 4. Зависимость осредненных значений прогибов от нагрузки
Существенное различие в распределении деформаций в образцах серий №№ 1 и 2 можно объяснить с помощью энергетической теории, предложенной проф. В.М. Митасовым [1]. Согласно этой теории, внезапный характер появления стохастической трещины сопровождается мгновенным изменением напряженного состояния сечения, которое носит динамический характер.
На рис. 5 показан график зависимости осредненных значений прогибов от нагрузки для обеих серий, где видно, что при образовании первой трещины в балках серии № 1 происходит резкий скачок прогиба, что подтверждает динамический характер поведения системы, в то время как в балках серии № 2 деформирование конструкций происходит плавно.
Так, при нагрузке 2,5 кН (250 кгс) прогиб балок серии № 1 составляет 1,44 мм, серии № 2 - 0,77; при нагрузке 3 кН (300 кгс) соответственно 1,97 и 1,06 мм (разница составляет почти 2 раза).
В ходе испытаний получены следующие результаты:
1. В изгибаемых элементах серии № 2 образовалось в среднем три трещины, которые прошли по пластинам, установленным при изготовлении (таким образом, шаг трещин был фиксирован и составил 100 мм).
2. Высота сжатой зоны в сечении под приложенной нагрузкой в изгибаемых элементах серии № 2 в среднем в 1,5 раза меньше, чем в элементах серии № 1, при значительно меньших деформациях наиболее сжатого волокна.
3. Ширина раскрытия трещин в изгибаемых элементах серии № 2 меньше, чем в элементах серии № 1. Таким образом, экспериментальные исследования
показали, что с помощью моделирования трещин в процессе изготовления, появляются возможности для регулирования напряженно-деформированного состояния и процесса трещинообразования в железобетонных изгибаемых конструкциях, что ведет к плавному деформированию последних на всех этапах загружения.
Список литературы
1. Митасов, В.М. Основные положения теории сопротивления железобетона (энергетический вариант): монография / В.М. Митасов. - Новосибирск: Изд-во НГАСУ (Сибстрин), 2010. - 168 с.
2. Михайлова, Н.С. Напряженно-деформированное состояние железобетонной балки с трещиной / В.М. Митасов, Н.С. Михайлова // Материалы Международных академических чтений 27-29 сентября 2007 г. - Курск, 2007. - С. 104 - 108.
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 8 (17), 2015 | ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
111
Н.С. Пичкурова//Вест. РААСН. - 2008.- Т. 1, №13, С. 222 - 227.
3. Михайлова, Н.С. Экспериментальные исследования железобетонных балок без трещин и с заранее намеченной трещиной / Н.С. Михайлова // Изв. вузов. Строительство. - 2007. - № 4. - С. 117 - 120.
4. Пичкурова, Н.С. Напряженно-деформированное состояние железобетонных балок с организованными трещинами /В.М. Митасов, В.В. Адищев,
5. Пичкурова, Н.С. Трещиностойкость железобетонных конструкций/ В.М. Митасов, В.В. Адищев, Н.С. Пичкурова//Проблемы современного бетона и железобетона: сб. тр. Ч.1. Бетонные и железобетонные конструкции. - Минск: Минсктиппроект, 2009. - С. 267-276.
МЕТОД РАСЧЕТА КОРНЕЙ СИСТЕМНОЙ ФУНКЦИИ ФИЛЬТРА ПРЕДСКАЗАТЕЛЯ РЕЧЕВОГО СИГНАЛА ПО КОЭФФИЦИЕНТАМ ЛИНЕЙНОГО ПРОГНОЗА
Санников Владимир Григорьевич
Канд. тех. наук, доцент, профессор, Московского технического университета связи и информатики, г. Москва
Корольков Алексей Алексеевич Аспирант, Московского технического университета связи и информатики, г. Москва
АННОТАЦИЯ
Цель данного исследования - получение цифрового алгоритма взаимосвязи коэффициентов линейного прогноза с линейными спектральными парами при обработке речевого сигнала. Эта цель достигается путем анализа фазо-частотной характеристики фильтра предсказателя. В результате впервые получена система линейных алгебраических уравнений, показывающая явную взаимосвязь коэффициентов линейного прогноза с линейными спектральными парами и легко программируемая на ЭВМ. Результаты теоретического расчета подтверждаются экспериментально. Оценки коэффициентов линейного прогноза и линейных спектральных пар вычисляются с высокой точностью.
ABSTRACT
Objective of this research - deriving of digital algorithm of interrelation offactors linear prediction coefficients with line spectrum vapors at speech signal call handling. This purpose is attained by the analysis ofphase-frequency characteristic of the predictor filter. As a result for the first time the system of the linear algebraic equations showing explicit interrelation offactors linear prediction coefficients with line spectrum vapors and easily programmed on a computer is gained. Outcomes of theoretical calculation prove to be true experimentally. Estimations of factors linear prediction coefficients with line spectrum vapors couples are computed with a split-hair accuracy.
Ключевые слова: Речевой сигнал, фильтр предсказатель, фазо-частотная характеристика, коэффициенты линейного прогноза, линейные спектральные пары.
Keywords: Speech signal, predictor filter, phase-frequency characteristic, linear prediction coefficients, line spectrum
vapors.
Введение. В современных системах речевой связи и распознавания речи для эффективного кодирования речевых сигналов очень часто применяется метод линейного предсказания [1-2, 5-9]. Согласно этому методу речевой
s(t)
сигнал 47 в дискретном времени представляется авторегрессионной моделью:
p
sk = Z aisk-i + %=spk + ek
i=1
sk = s(tk = ш)
(i)
где Л v Л y - отсчеты речевого сигнала в дис-
кретные моменты времени, кратные интервалу дискрети-
\t sk-i i
зации , k i, - задержанные отсчеты сигнала на 1
тактов дискретизации
sp ,k
i
1 p p
- порядок модели (1), p ,k - отсчеты сигнала предсказания, формируемого по
sk ■, i = 1, p
задержанным отсчетам k i Г с учетом вектора
a = (ai, «2,...,a,...,)
параметров модели
назы-
e
ваемых коэффициентами линейного прогноза (КЛП), k отсчеты погрешности предсказания.
В системах эффективного кодирования речи с линейным предсказанием в канал связи передаются не кодовые эквиваленты последовательности { k }, как это происходит в системах с импульсно-кодовой модуляцией [3], но кодовые эквиваленты вектора a и последовательности e
{ k }. При отсутствии ошибок в канале связи такой метод кодирования обеспечивает снижение скорости цифровой передачи речи с 64 кбит/с до 32 кбит/с и менее при сохранении высокого качества синтезируемой на приеме речи.
При наличии ошибок в канале связи и грубом квантовании КЛП качество синтезируемого на приеме речевого сигнала значительно снижается, что не всегда допустимо. Поэтому актуальной является задача исследования таких параметров линейного предсказания, связанными с КЛП, которые допускали бы эффективное кодирование речи с низкой битовой скоростью, но обладали лучшей помехоустойчивостью.
Установлено [5, 6], что наиболее приспособлены для этих целей коэффициенты линейных спектральных пар (ЛСП), которые ищутся как нули полинома следующего вида:
A( z)=1- Z aiz~-
i =1
(2)
