CC BY
36
Profile
О.ОООООО' , Pitch - О.ОООООО" , Latency - Oms , Vaw - O-OOOOOO"
Im} г ■fiSCfe*__—
-t2.1 У 3ГЧ--
Ы
-li.l 1 i 1 i \
flfl 2W 40.0 «0 100 0
Рисунок 4. К вопросу о продольной выборке глубин.
При значительных площадях района проведения работ нецелесообразно производить перебор значений для всего района, достаточно ограничиться районом в пределах 3ст ошибок счисления от счислимой траектории.
Данный способ был опробован в ходе экспедиции «Арктика-2012», во время работ на троге Франц-Виктория, где эталонная навигационная поверхность, полученная в мае 2012, послужила основой для определения местоположения заказа в ноябре того же года, полученная при этом точность была сопоставима с точностью спутниковой навигационной системы (как показала последующая обсервация).
Аналогичным образом, может быть определено местоположение по данным донной стратификации или гидролокационной съемки дна.
Список литературы 1. Э.С. Зубченко. Навигационная поверхность - новая форма цифровой модели для представления данных
съемки рельефа дна в интересах повышения безопасности мореплавания: сборник трудов конференции «Навигация и гидрография» №27. СПб.: ГНИНГИ, 2008 г. - с. 77;
2. А.Э. Сажнева. Разработка методов повышения качества и выявления скрытой информации изображений, формируемых на основе данных гидролокационных средств: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: ИО РАН им. Ширшова, 2008 г. - 196 с;
3. Ю.Г. Фирсов. Основы гидроакустики и использования гидрографических сонаров: учебное пособие. СПб.: Нестор-История, 2010 г. - 350 с;
4. А.Л. Горелик, В.А. Скрипкин. Методы распознавания. 4-е изд. М.: Высшая школа, 1984, 2004. — 262 с.
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДИСПЕРСНОГО БАЗАЛЬТОВОГО АРМИРОВАНИЯ НА ПРОЧНОСТЬ ЦЕМЕНТНЫХ ОБРАЗЦОВ ПРИ ИЗГИБЕ И СЖАТИИ
Ступишин Леонид Юлианович
заведующий кафедрой Городского дорожного строительства и строительной механики, кандидат технических
наук, профессор ЮЗГУ, г. Курск.
Савельева Екатерина Владимировна Студент 4 курса кафедры Городского дорожного строительства и строительной механики ЮЗГУ, г. Курск
Масалов Александр Васильевич
кандидат технических наук, доцент кафедры Городского дорожного строительства и строительной механики,
ЮЗГУ, г. Курск.
АННОТАЦИЯ
Исследования, проведенные в данной работе, показывают, что добавление в цементную матрицу измельченной базальтовой фибры позволяет повысить прочность цементных образцов на сжатие без увеличения прочности на изгиб. Исследование прочностных свойств образцов при испытании на сжатие и изгиб выполнено в зависимости от характера базальтового армирования и количества базальтовой фибры в составе цементной матрицы. Установлено незначительное повышение прочностных свойств.
Ключевые слова: Базальтовая фибра; армирование цементных образцов; измельченное базальтовое волокно. ABSTRACT
Studies from this paper show that the addition of crushed basalt fiber to the cement matrix can increase the strength of cement specimens for compression, without increasing the bending strength. Investigation of the strength properties of the samples tested for compression and bending performed depending on the nature and amount of reinforcing basalt fibers in the cement matrix composition. A slight increase in strength properties is noticed.
Keywords: Basalt fiber, reinforcement of cement samples, chopped basalt fiber.
В настоящее время наблюдается тенденция к расширению применения неметаллического армирования [1, с. 23] бетонных конструкций. Это связано с их применением в возведении гидротехнических сооружений, гражданских и промышленных объектов. Благодаря своей сравнительной дешевизне, экологичности, стойкости к агрессивным воздействиям [2, с. 2] и негорючести, армирование на основе базальтового волокна вызывает к себе все больший интерес.
Ранее проведенные исследования и результаты испытаний на прочность, истираемость, щелочестойкость и на сцепление с бетоном (взамен металлической), показывают высокую эффективность армирования на основе базальтового волокна [3, с 103]. Однако, несущая способность бетонных конструкций, армированных с применением базальтовой фибры, мало изучена.
Исследования, представленные в работе, направлены в частности на установление прочности бетонных образцов, армированных базальтовыми волокнами и выявление целесообразности применения такого армирования.
На основе комплекса экспериментально-теоретических исследований предполагалось выявить зависимость прочности цементных образцов от характера и количества армирующего базальтового заполнителя.
В качестве объектов исследования использовались образцы бетонных конструкций, армированные базальтовой фиброй.
Существующие исследования базальтового армирования и армирования с применением других композитных материалов направлены на установление возможности и целесообразности применения таковых при усилении железобетонных конструкций, реконструкции зданий и сооружений и новом строительстве.
Исследования базальтового волокна (БВ) выполнялись зарубежными и отечественными организациями, лабораториями, такими как Лаборатория базальтовых волокон Института материаловедения АН Украины, НИИЖБ, ЦНИИпромзданий, ЛатНИИстроительства, АрмНИИСВ и др.
Одним из важных направлений исследований являются отработка технологии введения базальтового волокна в цементную матрицу.
Согласно существующим рекомендациям, предпочтителен способ порционного введения фибры как в сухую, так и в готовую бетонную смесь. Производители базальтовой фибры, в свою очередь, разрабатывают рекомендации по необходимому количеству фибры в различных типах бетонов.
На основе накопленного опыта исследований в области фибробетона проводится работа по созданию цементных композиций, армированных базальтовым волокном, обладающих высокими физико- механическими характеристиками и повышенной коррозионной стойкостью, в том числе при эксплуатации в агрессивных средах.
Изготовление цементных образцов, подготовка форм и испытания проводились в соответствии с ГОСТ 310.4-81 «Цементы. Методы определения пределов прочности при изгибе и сжатии».
Для определения прочностных характеристик цементов были изготовлены образцы-балочки и образцы-кубики из цементного раствора, приготовленного с во-доцементным отношением 0,40.
Перед перемешиванием песок и цемент высыпали в предварительно протертую мокрой тканью сферическую чашу и перемешивали лопатой в течение 1 мин.
Базальтовое волокно предварительно измельчалось вручную в керамической ступе до получения частиц, размеры которых варьировались в пределах 1 -2 мм. Предполагалось, что такие размеры частиц улучшат их смешиваемость с пескоцементной смесью, а так же проявят в испытаниях на сжатие прочность выше, чем у песчаного заполнителя.
Для обеспечения равномерности введения фибры и однородности композитной смеси, подача фибры осуществлялась в предварительно подготовленную сухую пескоцементную смесь. Дополнительное перемешивание производилось в течение 2 минут, после чего добавлялась вода с соблюдением В/Ц= 0,40.
Изготавливали образцы нескольких видов:
Первый вид. Балочные образцы (40х40х160 мм) изготавливались с добавлением ненаправленных измельченных базальтовых волокон в цементную матрицу (имеют маркировку 0,5 или 1).
Второй вид. Образцы кубиков (70х70х70 мм) с добавлением ненаправленных измельченных базальтовых волокон в цементную матрицу ( имеют маркировку 0,5 или 1).
Третий вид. Контрольные образцы балочек изготавливались без добавления базальтового волокна (имеют маркировку «исходная»).
Четвертый вид. Контрольные образцы кубиков без добавления базальтового волокна (имеют маркировку «исходный»).
Определение предела прочности при изгибе осуществлялось согласно ГОСТ 310.4-81
Результаты испытаний цементных образцов, армированных базальтовой фиброй представлены в виде графиков. На них в нижней части числами 0 условно обозначены образцы, при изготовлении которых фибровые волокна не использовались. Такие образцы изготавливались в качестве контрольных Числом 0,5 обозначены образцы, при изготовлении которых соблюдалось отношение 1:3,5:0,5 объемных частей цемента, песка и фибры соответственно в сухой смеси. Объемные части отмерялись с использованием мерной посуды. Цифрой 1 обозначены образцы с объемным отношением цемента, песка и фибры в сухой смеси соответственно 1:3:1.
При изготовлении образцов-балочек соблюдались те же объемные соотношения компонентов в сухой смеси. Проверке на прочность были подвергнуты 8 образцов (рис. 2)
Для проверки эффективности армирования мелкодисперсной фиброй было изготовлено 8 образцов-кубиков (рис. 1).
Рис.1 Прочности образцов по количеству фибры в кубиках.
Для удобства оценки эффективности армирования испытанных образцов, результаты испытаний усреднялись. Образцы с одинаковым содержанием ( или без содержания фибры) объединялись в группы, для каждой из которой вычислялась средняя прочность. Таким образом
Рис.2 Прочности образцов по количеству фибры(части) в балках.
наглядно иллюстрировалась польза определенного количества фибры в цементной матрице. Усредненные данные для образцов- балочек и кубиков представлены ниже на рисунках 3 и 4.
Рис.3 Средняя прочность образцов кубиков по количеству фибры (части).
Таким образом, на основании проведенных испытаний было установлено, что при добавлении базальтовых измельченных волокон в состав цемента, прочность образцов, испытываемых на сжатие, повышается при соблюдении пропорции 1:3,5:0,5 сухой смеси, где цифры обозначают объемные части цемента, песка и фибры соответственно. Незначительное повышение прочности наблюдалось при испытании на изгиб образцов балочек, изготовленных с соблюдением той же пропорции.
Получено увеличение (статистически недостоверное) прочности на 6% при сжатии образцов с неориентированным армированием, на 2,2% при изгибе образцов с неориентированным армированием. Достигнутые результаты требуют более надежного статистического подкрепления в дальнейшем.
Предполагается дальнейшее установление степени повышения прочности цементных образцов в зависимости от размера и характера введения фибры.
Рис.4 Средняя прочность образцов балочек по количеству фибры (части).
Авторы статьи выражают благодарность за помощь в организации и проведении исследований д.ф.-м.н., профессору, директору регионального центра Нанотехноло-гий ЮЗГУ Александру Павловичу Кузьменко, а так же аспирантам кафедры нанотехнологий и инженерной физики ЮЗГУ, Тет Пьо Наингу и Нао Динту.
Список литературы 1. Ступишин Л.Ю., Никитин К.Е., Методика определения оптимальных параметров ребристых оболочек с учетом конструктивных требований и требований механической безопасности/Metodika opre-deleniya optimal'nykh parametrov rebristykh obo-lochek s uchetom konstruktivnykh trebovaniy i tre-bovaniy mekhanicheskoy bezopasnosti, [Method for determining the optimal parameters of ribbed shells with the design requirements and mechanical safety requirements ]/ Известия ЮЗГУ, Промышленное и гражданское строительство. Москва 2013 .№2, с. 2325.
2. Болужицев Д. А., Исследование щелочестойкости базальтового волокна в системе «Цементный камень - базальтовое волокно»/ Issledovaniye shchelochestoykosti bazal'tovogo volokna v sisteme «Tsementnyy kamen' - bazal'tovoye volokno", [Investigation of alkali resistance of basalt fiber in the mixture "cement stone - basalt fiber"]/ Молодые ученые - основа будущего машиностроения и строительства, Курск, 29-30 мая 2014, с. 59-63.
3. Кустикова Ю.О., Напряженно-деформированное состояние базальтопластиковой арматуры в железобетонных конструкциях/ Napryazhenno-deformi-rovannoye sostoyaniye bazal'toplastikovoy armatury v zhelezobetonnykh konstruktsiyakh, [Stress-strain state of basalt reinforcement in concrete structures] / International journal for computational civil and structural engineering, АСВ (Москва) 2014, №1 (10) с. 101-107.
СИСТЕМА НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ НА БАЗЕ ФАЗИРОВАННОМ
УЛЬТРАЗВУКОВОЙ РЕШЕТКИ
Сафин Булат Галимзянович, Каллаур Валентин Олегович
Зуев Олег Юрьевич
Студенты 4 курса КНИТУ-КАИ им. Туполева, г. Казань
АННОТАЦИЯ
Аннотация: Данная работа посвящена разработке автоматизированной системе неразрушающего контроля на базе фазированной ультразвуковой решетки. Данная система позволяет вводить измерительные сигналы в режиме жесткого реального времени и осуществлять ее эффективную обработку, используя функциональные возможности программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС).
Метод проведения исследования заключается в совокупном применении официального программного обеспечения Xilinx ISE Design Suite от компании Xilinx и ПЛИС LX50T семейства Virtex®-5 той же компании, которая реализована на специальной отладочной плате Genesys™ от компании Digilent.
Результат: разработка данной системы еще не окончена, но в ходе данного исследования нам удалось синтезировать процессорное ядро внутри ПЛИС, разработать структурную и функциональную схемы устройства.
ABSTRACT
This work is dedicated to the development of an automated system of non-destructive testing on the basis of an ultrasonic phased array. This system allows you to enter the measuring signals to the hard real-time and implement its effective treatment, using the functionality of a programmable logic integrated circuit.
The method of the study is the use of an official comprehensive software Xilinx ISE Design Suite from the Xilinx FPGA and LX50T Virtex®-5 family of the same company, which is implemented on a special debug Genesys ™ boardfrom the company Digilent.
The result: the development of this system is not yet over, but in this study we were able to synthesize a processor core within the FPGA, to develop structural and functional scheme of the device.
Целью данной работы является реализация системы неразрушающего контроля на базе ультразвуковой фазированной решетки для обнаружения дефектов в изделиях из различных металлических и неметаллических материалов.
Применение ультразвуковой фазированной решетки позволяет обеспечить изменение параметров сканирования путем создания направленных лучей или фокусировки излучения в определенной точке контролируемого объекта. Несмотря на большое количество достоинств, разработка таких систем сопряжена с рядом сложностей, например, высокая частота зондирующего
сигнала (1-10 МГц) и большое количество каналов, что приводит к необходимости обрабатывать большой поток экспериментальных данных. В рамках данной работы предлагается использовать для обработки высокочастотного потока измерительных данных программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС). Для реализации системы неразрушающего контроля на базе ультразвуковой фазированной решетки была выбрана микросхема ПЛИС LX50T семейства Virtex 5 компании Xilinx, Inc. Структурная схема канала приема ультразвукового сигнала системы представлена на рис. 1.
ПУ1 ВАРУ1 ФНЧ1 АЦП -N ПЛИС А-S ПК
-/ 4 "
ПУ2 ВАРУИ i>H4N
ОЗУ
Рис. 1. Структурная схема канала приема ультразвукового сигнала
Для поддержания необходимой точности, помимо диться дополнительное усиление эхо-сигнала, отражен-АЦП, необходим фильтр, а также усилитель с ВАРУ (вре- ного от более глубоких слоев образца, пришедшим в более менная регулировка усиления), так как должно произво- позднее время и являющегося более слабым, чем сигнал
