Расчет прогнозируемого момента сопротивления сечения для материала кузова автобуса с учетом коррозионного изнашивания его элементов

Калмыков Борис Юрьевич; Овчинников Николай Александрович; Гармидер Александр Сергеевич

Расчет прогнозируемого момента сопротивления сечения для материала кузова автобуса с учетом коррозионного изнашивания его элементов Калмыков Б. Ю. , Овчинников Н. А. ,

Гармидер А. С.3, Калмыкова Ю. Б.4

1 Калмыков Борис Юрьевич /Kalmykov Boris Yurevych - кандидат технических наук, доцент;

2Овчинников Николай Александрович / Ovchinnikov Nikolay Aleksandrovich - старший

преподаватель;

3Гармидер Александр Сергеевич / Garmider Alexandr Sergeevich - аспирант, кафедра техники и технологии автомобильного транспорта,

Институт сферы обслуживания и предпринимательства (филиал) ДГТУ, г. Шахты, Ростовская область;

4Калмыкова Юлия Борисовна /Kalmykova Julia Borisovna - студент, кафедра исторической политологии,

Южный федеральный университет, г. Ростов-на-Дону

Аннотация: в статье приведен расчет прогнозируемого момента сопротивления сечения для материала кузова автобуса с учетом коррозионного изнашивания его элементов для четвертого этапа метода, позволяющего определить остаточный ресурс безопасной эксплуатации кузова автобуса.

Ключевые слова: безопасность, автобус, кузов, эксплуатация.

В данной статье приведен расчет прогнозируемого момента сопротивления сечения для материала кузова автобуса с учетом коррозионного изнашивания его элементов для четвертого этапа метода, структура которого представлена в [1]. Предварительные этапы метода представлены в [2-5].

Для определения момента сопротивления сечения W в заданный момент времени необходимо воспользоваться показателем скорости коррозии. В результате разрушения происходит уменьшение площади поперечного сечения и, как следствие, уменьшение моментов сопротивления и увеличение напряжений.

При использовании трубы коробчатого сечения в стойках кузова наихудшим будет случай, когда максимальный коррозионный износ будет происходить по широкой стороне, испытующего действие максимального изгибающего момента M от аварийной нагрузки, при этом будет уменьшаться момент сопротивления Wx. Вследствие этого в дальнейшем будем рассматривать уменьшение момента сопротивления сечения относительно оси х.

Известно, что момент сопротивления коробчатого сечения определяется из выражения:

w = b •h - bh •h

x 6 • h

(1)

Тогда в начальный момент времени: Wx0

b0 • h0 bh0 • hw0

6 • h0

По прошествии времени эксплуатации Т, лет в i-й год: Wxi

bt • h

3

i

b

hi

•h

3

wi

6 • h.

Если учесть, что материал подвержен разрушению сплошной коррозией в течении периода времени T, то значения b.,h. ,bhi,hwi можно представить в виде:

b, = b0 - 2 •k •r •T, >

bh, = bh0 + 2 •k • (1 - r) •T, >

ВЕСТНИК НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ № 9(11) 2015 | 18 |

h = h - 2 • к ■ r ■ t ,

hwi = hw0 + 2 • к • (1 - r) • Ti >

где к - глубинный показатель скорости коррозии, к = 0,07 мм/год (определен экспериментально);

r - коэффициент перераспределения (неравномерности) интенсивности

коррозионного разрушения внутренней и внешней поверхностей сечения, r =

к.

к

внутр

r = 0,9 (определен экспериментально).

WX1 =

(b0 - 2 • к • r • Ti) • (ho

2 • к • r ■ T )3 - (bh0 + 2 • к • (1 - r) • T) ■ (hw0 + 2 • к • (1 - r) • T )3 6 • (h - 2 • к • r • T)

(2)

Для коробчатого профиля с проектными характеристиками, м, h0=0,08, й0=0,04, hw0=0,076, bh0=0,036 (до начала эксплуатации) момент сопротивления сечения Шх равен 0,0000097435 м3, или 9,7435 см3.

Используя (2), исследуем зависимость Шх = f(T) коробчатого сечения стойки кузова автобуса. Графики зависимости момента сопротивления сечения от времени для коробчатого сечения стойки кузова автобуса приведен на рисунке 1.

Рис. 1. График зависимости момента сопротивления Wx коробчатого сечения стойки кузова автобуса от времени эксплуатации

Литература

1. Калмыков Б. Ю., Овчинников Н. А., Гармидер А. С., Калмыкова Ю. Б.

Актуальность разработки метода определения остаточного ресурса безопасной эксплуатации кузова автобуса и его структура // Наука, техника и образование, №9 (15) 2015 г.

2. Калмыков Б. Ю., Овчинников Н. А., Гармидер А. С., Калмыкова Ю. Б.

Подготовительный этап метода определения остаточного ресурса безопасной эксплуатации кузова автобуса // Проблемы современной науки и образования, №11 (41), 2015 г.

| 19 | ВЕСТНИК НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ № 9(11) 2015

3. Калмыков Б. Ю., Овчинников Н. А., Гармидер А. С., Калмыкова Ю. Б. Энергетический этап метода определения остаточного ресурса безопасной эксплуатации кузова автобуса // International scientific review, № 8 (9), 2015 г.

4. Калмыков Б. Ю., Овчинников Н. А., Гармидер А. С., Калмыкова Ю. Б. Нагрузочный этап метода определения остаточного ресурса безопасной эксплуатации кузова автобуса // International scientific review, № 8 (9), 2015 г.

5. Калмыков Б. Ю., Овчинников Н. А., Гармидер А. С., Калмыкова Ю. Б. Расчет значений нагрузок оконных стоек кузова автобуса ЛиАЗ-5256 методом определения остаточного ресурса безопасной эксплуатации кузова автобуса. // European science, № 8 (9), 2015 г.

Сравнительная оценка структуры частиц и адсорбционных свойств шунгита и бентонита Корнев В. А.1, Рыбаков Ю. Н.2, Чириков С. И.3

1 Корнев Виталий Анатольевич / Kornev Vitaly Anatol ’evich - кандидат химических наук, доцент,

старший научный сотрудник;

2Рыбаков Юрий Николаевич /Rybakov Jurij Nikolaevich - кандидат технических наук, старший научный сотрудник, начальник 23 отдела;

3Чириков Сергей Игоревич / Chirikov Sergey Igorevich - младший научный сотрудник,

23 отдел ФАУ,

25 ГосНИИ химмотологии Минобороны России, г. Москва

Аннотация: проведен сравнительный анализ химического состава и структуры шунгита и бентонита. Показаны особенности строения частиц (фуллерен, монтмориллонит), обеспечивающие адсорбционную активность шунгита и бентонита, перспективность их применения в качестве сорбентов светлых и темных нефтепродуктов.

Ключевые слова: шунгит, бентонит, химический состав, структура, фуллерен, монтмориллонит, адсорбционные свойства.

Шунгиты — это специфичные углеродосодержащие породы, получившие свое название от карельского поселка Шуньга на берегу Онежского озера. Шунгитовый углерод обладает аморфной структурой, устойчивой против гравитации, характеризуется высокой реакционной способностью в термических процессах, высокими сорбционными и каталитическими свойствами, электропроводностью и химической стойкостью.

Структура шунгита необычна и существенно отличается от структуры частиц минеральных наполнителей (алюмосиликатов) и углеродных наполнителей (графита, алмаза, технического углерода - сажи). Порода шунгита представляет собой композит, матрицу которого образует углерод. В углеродной матрице равномерно распределены высокодисперсные частицы силикатов. Основными компонентами, например, карельского шунгита, являются углерод, диоксид кремния и оксид алюминия. Уникальность минеральной породы шунгита, возраст которой приближается к 2 миллиардам лет, заключается в особенности молекулярного состава и структуры частиц. Кроме углерода (С60) с процентным содержанием более 35 % [1], в состав шунгита входят также: SiO2 (57,0 %), ТЮ2 (0,2 %), А1203 (4,0 %), FeO (2,5 %), MgO (1,2 %), ^O, адсорбционно связанная (4,2 %), ^O (1,5 %), S (1,2 %).

Ниже приведены основные физические свойства этой горной породы:

— Плотность - 2,1-2,4 г/см3.

— Пористость - до 5 %.

— Развитая внутренняя поверхность - до 20 м2/г.

ВЕСТНИК НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ № 9(11) 2015 | 20 |