|
ЖУРНАЛ
ПЕРМСКОГО НАЦИОНАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА ISSN (Print): 2411-1678 ISSN (Online): 2411-1694 | ||
|
Оценка технологических модельных решений для смягчения шумовых эффектов вблизи транспортных магистралей А.А. Локтев, Л.А. Илларионова, А.А. Николаева Получена: 11.11.2024 Рассмотрена: 18.04.2025 Опубликована: 30.07.2025 Аннотация:
В настоящей работе рассматривается влияние механических характеристик материалов, применяемых в верхнем строении пути, на общий уровень вибраций вблизи транспортной системы. Актуальность работы подтверждается тем, что механические свойства, используемые в верхнем строении пути, напрямую влияют на передачу вибрации от транспортных средств. Систематический анализ явлений, связанных с динамикой взаимодействия колеса и рельса, позволяет выявить ключевые факторы, определяющие уровень вибрации и шумов, возникающих в процессе эксплуатации. Были получены аналитические и графические зависимости, отражающие динамические характеристики системы «транспортное средство – рельсовая колея». Моделирование проведено с использованием современных методов, таких как конечные элементы и имитационное моделирование по определяющим параметрам, что обеспечивает достоверность и точность результатов. Основное внимание уделяется влиянию различных материалов и конструктивных особенностей верхнего строения на амплитуду вибраций, а также разработке рекомендаций по оптимизации конструкций для снижения негативного воздействия на окружающую среду. В работе делается попытка увязать два основных подхода при оценке и моделирования шума, основанных на детерминированом представлении акустического воздействия в заданных точках пространства, в которых могут быть измерения уровня шума, а также на представлении шума в виде результата появления и распространения акустических волн. Агрегирование двух подходов позволяет получить результат, который может приниматься проектными и эксплуатационными организациями в своей профессиональной деятельности. Полученные результаты могут быть полезны как для проектировщиков транспортной инфраструктуры, так и для исследователей в области динамики транспортных систем. Ключевые слова: городской транспорт, верхние строение пути, виброгасители, вибрация грунта, интенсивность воздействия, оценка вибрации. Сведения об авторах:
Локтев Алексей Алексеевич (Москва, Российская Федерация) – доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой транспортного строительства Российского университета транспорта (МИИТ) (125190, г. Москва, ул. Часовая, 22/2; e-mail: aaloktev@yandex.ru). Илларионова Лилия Алексеевна (Москва, Российская Федерация) – кандидат технических наук, доцент кафедры зданий и сооружений на транспорте; Российского университета транспорта (МИИТ) (125190, г. Москва, ул. Часовая, 22/2; e-mail: illarionova.roat@mail.ru). Николаева Алина Андреевна (Москва, Российская Федерация) – старший преподаватель кафедры «Здания и сооружения на транспорте» Российского университета транспорта (МИИТ) (125190, г. Москва, ул. Часовая, 22/2; e-mail: illarionova.roat@mail.ru). nikolaeva.roat@gmail.com). Список литературы: 1. Локтев, А.А. Моделирование воздействия городского рельсового транспорта на окружающую застройку / А.А. Локтев, Д.А. Локтев, Л.А. Илларионова // Транспорт. Транспортные сооружения. Экология. – 2023. – № 1. – С. 52–60. DOI: 10.15593/24111678/2023.01.07 О вопросах оценки электромагнитного излучения электромобилей в процессе эксплуатации М.А. Вахрушев, А.М. Щелудяков Получена: 28.02.2025 Рассмотрена: 21.03.2025 Опубликована: 30.07.2025 Аннотация:
Рассмотрены основные источники возникновения электромагнитных полей в электромобилях и гибридных автомобилях. Данный вопрос является актуальным ввиду роста численности автомобилей с данным силовым агрегатом. Также на популяризации электромобилей и гибридов сказалось повышение стандартов к экологическим нормам. Однако мировые производители при разработке электромобилей и гибридов столкнулись с проблемой электромагнитной совместимости и электромагнитной безопасности пользователей электрического автомобильного транспорта. Произведен натурный эксперимент по измерению электрических и магнитных полей, возникающих в автомобиле Lixiang. Исследование электромагнитных полей в гибридном автомобиле Lixiang Li 9 выявило потенциально опасные уровни излучения, значительно превышающие установленные нормы. Основными источниками электромагнитных полей в электромобилях и гибридных автомобилей являются электродвигатель, аккумуляторная батарея, высоковольтные кабели и системы управления, зарядные устройства и инверторы. Эксперимент проводился в нескольких условиях движения: при разгоне автомобиля, при торможении при помощи рекуперации, и в случае, когда автомобиль стоит без движения. Исследование указывает на потенциальную проблему с уровнем электромагнитных полей в автомобиле Lixiang Li 9. Однако для окончательных выводов необходимы более подробные данные о методике измерений, охвате частотных диапазонов и условиях окружающей среды. Ключевые слова: электромобиль, гибрид, магнитное поле, электромагнитное поле, рекуперация. Сведения об авторах:
Вахрушев Матвей Александрович (Пермь, Российская Федерация) – студент кафедры «Автомобили и технологические машины» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: vaxrushev.m@list.ru). Щелудяков Алексей Михайлович (Пермь, Российская Федерация) – научный руководитель, кандидат технических наук, директор Института дорожного строительства и транспорта Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: sam@pstu.ru). Список литературы: 1. Концепция Российской Федерации по развитию производства и использования электрического автомобильного транспорта в Российской Федерации на период до 2030 года [Электронный ресурс]. ‒ URL: http://static.government.ru/media/files/bW9wGZ2rDs3BkeZHf7ZsaxnlbJzQbJJt.pdf (дата обращения: 05.01.2013). 2. Dietrich, F.M. Survey and assessment of electric and magnetic field (EMF) public exposure in the transportation environment / F.M. Dietrich, W.L. Jacobs. – US Department of Transportation, Federal Railroad Administration, Report No. PB99-130908, 1999. – 52 p. 3. Swiss Federal Office of Public Health, Cars, hybrid cars [Электронный ресурс]. – Technical Report, 2009. – URL: http://www.bag.admin.ch/themen/strahlung/ 00053/00673/02377/index.html?lang=en (дата обращения: 05.01.2013). 4. Muc, A.M. Electromagnetic Fields Associated with Transportation Systems, Radiation Health and Safety Consulting / A.M. Muc // Contract Report 4500016448, Air Health Effects Division, Healthy Environments and Consumer Safety Branch Health. – Canada, 2002. – 56 p. 5. Zur Nieden, F. Can Cross-Talk on PCBs Cause Permanent ESD-Damages / F. Zur Nieden, S. Scheier, S. Frei // Proceedings of the 22th International Conference on Electromagnetic Compatiability. EMC Europe 2012. – Rome, Italy, 2012. – 73 p. 6. Электромагнитное излучение Lixiang [Электронный ресурс]. – URL: https://ok.ru/video/8476747369037 (дата обращения: 05.01.2013). 7. Электромагнитное излучение Lixiang [Электронный ресурс]. – URL: https://rutube.ru/video/374b29cc2ca8929c19b98c0f9a204276/ (дата обращения: 05.01.2013). 8. Электромагнитное загрязнение окружающей среды и здоровье населения Россию / Ю.Г. Григорьев, О.А. Григорьев, В.С. Степанов, Ю.П. Пальцев. – М., 1997. – 91 с. 9. Portier, C.J. Assessment of Health Effects from Exposure to Power-Line Frequency Electric and Magnetic Fields / C.J. Portier, M.S. Wolfe // NIEHS Working Group Report NIH Publication. – 1998. – No. 98–3981. – 508 p. 10. Естественные и техногенные низкочастотные магнитные поля как факторы, потенциально опасные для здоровья / Н.Г. Птицына, Дж. Виллорези, Л.И. Дорман, Н. Юччи, М.И. Тясто // Успехи физических наук. – 1998. – Т. 168, № 7. – С. 767–791. 11. Электромагнитная безопасность человека. Справочно-информационное пособие / Ю.Г. Григорьев, В.С. Степанов, О.А. Григорьев, А.В. Меркулов; Российский национальный комитет по защите от неионизирующих излучений. – М., 1999. – 146 с. 12. Нормы магнитного и электрического поля для человека [Электронный ресурс]. – URL: https://ekosf.ru/normativnye-dokumenty/em-polya/571-sanpin-2-2-4-1191-03/ (дата обращения: 05.01.2013). Оперативная оценка состояния конструктивных элементов мостовых сооружений методом георадиолокации Ш.Н. Валиев, И.А. Болячевец, Р.А. Еремин, В.Л. Мартинсон, А.В. Кочетков, Л.В. Янковский Получена: 09.02.2025 Рассмотрена: 25.02.2025 Опубликована: 30.07.2025 Аннотация:
Приведены результаты георадиолокационного обследования деформационного шва участка путепровода на участке примыкания Михалковской и Коптевской улиц в г. Москве. Цель работы – оценка однородности свойств материалов основания ездового полота, а именно обнаружение признаков повышенной влажности в области гидроизоляционного слоя. Несмотря на отсутствие исходных данных по обследованному путепроводу, неразрушающим методом георадиолокации удалось оценить конструкцию дорожной одежды ездового полота, которая предположительно состоит из следующих слоев: пакет асфальтобетона (около 9 см), защитный слой (около 7 см), гидроизоляция, выравнивающий слой (до 5 см). Характерных и масштабных признаков переувлажения слоев основания дорожной одежды ездового полотна и нарушений в слое гидроизоляции в форме значительного искажения формы границ раздела слоев на радарограммах обнаружено не было. Послойный атрибутный анализ частоты отраженного сигнала георадара позволил оценить наличие локальных признаков скопления воды в каждом слое дорожной одежды для рассматриваемого участка работ размером 1,0×2,0 м. На основании анализа можно сделать вывод о нормативном состоянии системы поверхностного водоотвода путепровода, отсутствии сквозных трещин защитного слоя и больших по площади переувлаженных зон на контакте основания дорожной одежды и плиты пролетного строения. Метод георадиолокации может эффективно применяться для оперативной оценки состояния дорожной одежды ездового полотна мостовых сооружений ввиду неразрушающей технологии обследования и возможности сплошного площадного сканирования конструкций. Анализ состояния полимерного материала в пришовной зоне позволяет сделать выводы об отсутствии признаков переувлажнения в основании слоя, однородности свойств самого материала на всю его протяженность с обеих сторон деформационного шва, а также о толщине данного слоя, не превышающей толщину пакета асфальтобетонных слоев. Ключевые слова: теплофизические свойства, материалы, грунты, мосты, автомобильные дороги, температура, теплопроводность, влажность. Сведения об авторах:
Валиев Шерали Назаралиевич (Москва, Российская Федерация) – кандидат технических наук, доцент, профессор кафедры «Мосты, тоннели и строительные конструкции» Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ) (125319, г. Москва, Ленинградский пр., 64, e-mail: vshn2014@gmail.com). Болячевец Игорь Александрович (Москва, Российская Федерация) – инженер ФАУ «РОСДОРНИИ», (125212, г. Москва, ул. Смольная, 2, e-mail: bolyachevets@rosdornii.ru). Еремин Роман Александрович (Москва, Российская Федерация) – заместитель начальника управления ФАУ «РОСДОРНИИ» (125212, г. Москва, ул. Смольная, 2, e-mail: ereminra@rosdornii.ru). Мартинсон Владимир Леонидович (Москва, Российская Федерация) – заместитель генерального директора по научной работе ФАУ «РОСДОРНИИ» (125212, г. Москва, ул. Смольная, 2, e-mail: 89166914669@mail.ru). Кочетков Андрей Викторович (Пермь, Российская Федерация) – доктор технических наук, профессор кафедры «Мосты, тоннели и строительные конструкции» Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ) (125319, г. Москва, Ленинградский пр., 64), главный эксперт ФАУ «РОСДОРНИИ» (125212, г. Москва, ул. Смольная, 2), профессор кафедры «Автомобили и технологические машины» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: soni.81@mail.ru). Янковский Леонид Вацлавович (Пермь, Российская Федерация) – кандидат технических наук, доцент кафедры «Автомобили и технологические машины» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29), доцент кафедры «Строительные технологии» Пермского государственного аграрно-технологического университета (614990, г. Пермь, ул. Петропавловская, 23, e-mail: yanekperm@yandex.ru). Список литературы: 1. Старовойтов, А.В. Изучение ослабленных зон в верхней части разреза методом георадиолокации / А.В. Старовойтов, А.М. Романова, А.Ю. Калашников / Инженерная геофизика – 2011: материалы международной науч.-практ. конф. – М., 2011. – С. 3. Анализ перспективных исследований в области эксплуатации автомобильного транспорта Н.М. Мусихин, Д.В. Мальцев Получена: 11.04.2025 Рассмотрена: 22.05.2025 Опубликована: 30.07.2025 Аннотация:
Представлен систематизированный анализ тенденций научных исследований в области эксплуатации автомобильного транспорта на основе данных авторефератов диссертаций, защищенных в период с 2015 по 2024 г. В качестве основной методологии использованы наукометрический и семантический контент-анализы, а также статистическая обработка текстов. Исследование выявило наиболее востребованные направления в рамках специальности 2.9.5, среди которых ключевыми являются безопасность дорожного движения, совершенствование технического обслуживания транспортных средств и внедрение альтернативных топлив и источников энергии. На основе анализа динамики диссертационных исследований с применением визуальных средств (диаграмм и тепловых карт) установлены как популярные, так и непопулярные научные направления. Особое внимание уделено роли интеллектуальных транспортных систем, которые в последние годы становятся важным инструментом повышения эффективности городской мобильности и безопасности дорожного движения. В качестве примера приведен опыт г. Перми по интеграции интеллектуальных транспортных систем, включая установку детекторов транспорта и систем мониторинга дорожной ситуации. Подчеркивается, что внедрение таких систем способствует формированию устойчивой городской транспортной среды. Ключевые слова: эксплуатация автомобильного транспорта, интеллектуальные транспортные системы, безопасность дорожного движения, наукометрический анализ, техническое обслуживание, транспортная инфраструктура. Сведения об авторах:
Мусихин Никита Максимович (Пермь, Российская Федерация) – студент II курса магистратуры кафедры «Автомобили и технологические машины», Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: kitusy@bk.ru). Мальцев Дмитрий Викторович (Пермь, Российская Федерация) – кандидат технических наук, доцент кафедры «Автомобили и технологические машины», Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: mdv@pstu.ru). Список литературы: 1. Мальцев, Д.В. Актуализация образовательных программ по результатам независимой оценки уровня подготовки выпускников университета / Д.В. Мальцев // Перспективы науки и образования. – 2021. – № 5 (53). – С. 530–543. Инновационное аддитивное производство пешеходных путепроводов: новый подход к созданию спиральновитых гофрированных конструкций Т.А. Зиннуров, З.А. Красноперов Получена: 13.03.2025 Рассмотрена: 10.04.2025 Опубликована: 30.07.2025 Аннотация:
Традиционные методы строительства пешеходных переходов часто являются дорогостоящими, материалоемкими и требуют значительных работ по монтажу на месте. Технологии аддитивного производства, в частности, WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing), являются перспективным направлением для оптимизации строительных процессов и сокращения отходов материалов. Интеграция аддитивных технологий непрерывного производства работ со спиральными гофрированными стальными конструкциями представляет собой новый подход к строительству пешеходных переходов. Данное исследование направлено на оценку возможности использования аддитивного производства для строительства пешеходных переходов, уделяется особое внимание конструкции, которая включает в себя спиральные гофрированные стальные конструкции и вращательный метод спуска. Прочностной анализ демонстрирует жизнеспособность предложенного проекта, при этом определены оптимальные соотношения пролетных строений для повышения эксплуатационных характеристик конструкции. Экономический анализ показывает потенциальное снижение затрат более чем на 35 % по сравнению с традиционными методами строительства. Инновационная технология является технически и экономически целесообразным решением для строительства пешеходных путепроводов. Ключевые слова: гофрированная конструкция, аддитивные технологии, спиральновитая труба, напряженно-деформированное состояние, надвижка, вращение, путепровод. Сведения об авторах:
Зиннуров Тагир Альмирович (Казань, Российская Федерация) – кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник кафедры «Автомобильные дороги, мосты и тоннели» Казанского государственного архитектурно-строительного университета (420043, г. Казань, ул. Зеленая, 1, e-mail: leongar@mail.ru). Красноперов Захар Алексеевич (Казань, Российская Федерация) – студент Казанского государственного архитектурно-строительного университета (420043, г. Казань, ул. Зеленая, 1). Список литературы: 1. Glaessgen, E.H. The Digital Twin Paradigmfor Future NASA and U.S. Air Force Vehicles / E.H. Glaessgen, D.S. Stargel // In: Proceedings of the53rd AIAA Structures, Structural Dynamics and Materials Conference. – 2012. – No. 1818. 2. Isermann, R. Mechatronic Systems – A Short Introduction / R. Isermann // Springer Handbook of Automation. Springer Handbooks. – Berlin, Heidelberg: Springer, 2009. 3. Rosen, R. Next Generation Digital Twin: an Ecosystem for Mechatronic Systems? / R. Rosen, J. Fischer, S. Boschert // IFAC Papers. – 2019. – No. 52 (15). – P. 265–270. 4. Баева, Л.С. Современные технологии аддитивного изготовления объектов / Л.С. Баева, А.А. Маринин // Вестник МГТУ. − 2014. − № 1. − С. 7–12. 5. Лунева, Д.А. Применение 3D-печати в строительстве и перспективы ее развития / Д.А. Лунева, Е.О. Кожевникова, С.В. Калошина // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. − 2017. − № 1. − С. 90–101. 6. Wu, P. A critical review of the use of 3-D printing in the construction industry / P. Wu, J. Wang, X. Wang // Autom. Constr. − 2016. − Vol. 68. − P. 21–31. 7. Мухаметрахимов, Р.Х. Аддитивная технология возведения зданий и сооружений с применением строительного 3D-принтера / Р.Х. Мухаметрахимов, И.М. Вахитов // Известия КГАСУ. − 2017. − № 4 (42). − С. 350–359. 8. Buchanan, C. Metal 3D-printing in construction: A review of methods, research, applications, opportunities and challenges / C. Buchanan, L. Gardner // Engineering Structures. − 2019. − Vol. 180. − P. 332–348. 9. Зиннуров, Т.А. Оценка возможности применения аддитивных технологий при строительстве мостов / Т.А. Зиннуров, З.А. Красноперов, М. Мусонго // Автомобильные дороги и транспортная инфраструктура. − 2024. − № 1 (5). − С. 16–24. 10. Передовые технологии аддитивного производства металлических изделий / А.А. Осколков, Е.В. Матвеев, И.И. Безукладников, Д.Н. Трушников, Е.Л. Кротова // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. – 2018. – Т. 20, № 3. – С. 90–105. DOI: 10.15593/2224-9877/2018.3.11 11. Testing and initial verification of the world’s first metal 3D-printed bridge / L. Gardner, P. Kyvelou, G. Herbert, C. Buchanan // Journal of Constructional Steel Research. – 2020. – No. 172. – P. 106233 12. Role of metal 3D-printing to increase quality and resource-efficiency in theconstruction sector / A. Kanyilmaz, A.G. Demir, M. Chierici, F. Berto, L. Gardner, S.Y. Kandukuri, P. Kassabian, T. Kinoshita, A. Laurenti, I. Paoletti, A. du Plessis, S.M.J. Razavi // Additive Manufacturing. – 2022. – No. 50. – P. 102541. 13. Current Status and Perspectives on Wireand Arc Additive Manufacturing (WAAM) / T.A. Rodrigues, V. Duarte, R.M. Miranda, T.G. Santos, J.P. Oliveira // Materials. – 2019. – No. 12. – P. 1121. 14. An end-to-end framework for the additive manufacture of optimized tubular structures / J. Ye, P. Kyvelou, F. Gilardi, H. Lu, M. Gilbert, L. Gardner // IEEE Access. – 2021. – No. 9. − P. 165476–89. 15. 3D-printing with steel: additive manufacturing of a bridge in situ CE / T. Feucht, B. Waldschmitt, J. Lange, M. Erven // ce/papers. – 2021. – No. 4, − P. 1695–1701. 16. Остерман, Е.Д. Анализ типов сооружений из металлических гофрированных конструкций / Е.Д. Остерман, О.А. Шутова // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. – 2016. − Т. 7, № 1. − С. 18–29. DOI: 10.15593/2224-9826/2016.1.03 17. Просеков, С.А. Применение водопропускных труб с использованием гофрированного метала при реконструкции мостов и водопропускных труб на автомобильных дорогах: дис. … канд. техн. наук: 05.23.11 / Просеков Сергей Алексеевич. − Новосибирск, − 2010. − 152 с. 18. Опытное строительство гофрированных водопропускных труб / А.И. Кондратюк, Э.Г. Храковский, Б.И. Нечаев, К.Б. Щербина // Транспортное строительство. − 1978. − № 2. − С. 5–7. 19. Лисов, В.М. Совершенствование водопропускных труб / В.М. Лисов // Автомобильные дороги. – 1982. − № 7. − С. 9–10. 20. Performance аnalysis of Multiple Steel Corrugated Pipe Arch Culvert under Construction and Periodic Vehicle Load / X. Bao, X. Wu, J. Shen, S. Wu, X. Chen, H. Cui // Appl. Sci. – 2023. – No. 13. – P. 9441. DOI: 10.3390/ app13169441 21. The Behaviour of Shallow‑Buried Corrugated Steel Plate Bridge with RC Slab and EPS Geofoam Under Static Live Loads / D. Beben, T. Maleska, A. Janda, J. Nowacka // Transportation Infrastructure Geotechnology. − 2024. – No. 11. – P. 2069–2089. DOI: 10.1007/s40515-023-00361-8 22. Кручинкина, А.В. Монтаж стальных пролетных строений мостов / А.В. Кручинкина, В.К. Белого. – М.: Транспорт, 1978. – 296 с. 23. Патент № 2209872 Российская федерация МПК E01D 21/06 (2006.01) Способ надвижки мостового пролетного строения. заявка: 2001122056/03 от 06.08.2001 опуб: 10.08. 2003, заяв. Пензенская государственная архитектурно-строительная академия. 24. Патент № 2390601 Российская федерация МПК E01D 21/06 Способ продольной надвижки пролетного строения моста. заявка: 2009110664/03, 2009.03.23опуб: 23.03. 2003, заяв. Хижавский Олег Анатольевич (RU), Губин Алексей Васильевич (RU). 25. Мухаметрахимов, Р.Х. Технология и контроль качества строительной 3D-печати / Р.Х. Мухаметрахимов, Л.В. Зиганшина // Известия КГАСУ. − 2022. − № 1 (59). − С 64–79. DOI: 10.52409/20731523_2022_1_64
| ||