m_0867

Железные и автомобильные дороги в сложных условиях

В настоящее время одним из широко распространенных методов численного анализа напряженно-деформированного состояния конструкций является метод конечных элементов (МКЭ). МКЭ имеет ряд преимуществ над остальными методами: высокая точность расчетов, возможность создания моделей объектов любой сложности и мерности, разработанные на его основе комплексы инженерного анализа позволяют автоматизировать подготовку исходных данных и обработку результатов.

Для получения объективной картины была использована оболочная 8-узловая конечно-элементная модель, которая представлена на рис. 7, 8.

Важно выбрать характер взаимодействия между элементами таковым, чтобы уменьшение размеров конечных элементов привело к получению решения, стремящегося к истиному.

Разбиение конструкции на конечные элементы является первой операцией МКЭ. Несовершенное разбиение будет приводить к значительным погрешностям расчета, если даже все операции метода выполнены с достаточной точностью.

Использование более мелких конечных элементов, как правило, повышает точность, но приводит к увеличению общей трудоемкости расчета. В местах конструкции, где ожидается резкое изменение напряжений, деформаций, следует использовать более мелкую разбивку на элементы. Там же, где ожидаемый результат

141

Железные и автомобильные дороги в сложных условиях

изменяется по области сравнительно слабо, используются более крупные элементы.

Вданной модели стабилизирующего устройства мелкая сетка конечных элементов была выбрана в зонах отверстий.

Расчет стабилизирующего устройства от действия эквивалентных напряжений производился путем нагружения расчетной модели от 1 кН до 5 кН с шагом в 1 кН. Моделям стабилизирующих устройств, которые подвергались расчетам, задавалась толщина стали 2 и 3 мм.

Врезультате расчетов были получены максимальные эквивалентные напряжения, возникающие в элементах стабилизирующих устройств. Данные расчеты представлены в таблице.

Максимальные расчетные эквивалентные напряжения, МПа

По результатам обработки экспериментальных испытаний и моделирования в программной среде ANSYS были построены графики зон работы стабилизирующих устройств, представленных на рис. 9 и 10.

Достаточным условием для стабилизации рельсошпальной решетки в балласте является расстановка стабилизирующих устройств по соответствующей эпюре, которая зависит от эксплуатационных условий: радиус кривой, возвышение наружного рельса, скорость движения и длины поездов, осевая нагрузка, грузонапряженность и тип обращающихся по данному участку экипажей.

Для стабилизирующих устройств были выявлены три зоны работы: рабочая, критическая и зона разрушения.

142

Железные и автомобильные дороги в сложных условиях

Рис. 9. Зоны работы стабилизирующего устройства для деревянных шпал

Рис. 10. Зоны работы стабилизирующего устройства для железобетонных шпал

При сопоставлении экспериментальных и аналитических данных исследования установлено, что сталь толщиной 2 мм будет находиться в «рабочей зоне» и будет воспринимать эквивалентные напряжения до предела текучести 225 МПа, что отвечает требованиям прочности, следовательно, стабилизирующее устройство может работать при многоцикловых нагрузках.

143

Железные и автомобильные дороги в сложных условиях

Библиографический список

1.Пат. 2339756 Российская Федерация. Устройство для повышения поперечной устойчивости рельсошпальной решетки в балласте (варианты)

/Ю.М. Кравченко, Г.Л. Аккерман и др.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО УрГУПС. № 2007113377; заявл. 10.04.2007; зарег. 27.11.2008.

2.Кравченко Ю.М. Исследования поперечной устойчивости пути в кривых // Путь и путевое хозяйство. 2009. Вып. 8. С. 13–15.

УДК 625.7:004

Гудкова И.Н., Лаврова А.Ю.

СОЗДАНИЕ МЕДИЙНОЙ БИБЛИОТЕКИ ФОТО- И ВИДЕОМАТЕРИАЛОВ ДОРОЖНЫХ ОБЪЕКТОВ

НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ

Государственное учреждение «Территориальное управление автомобильных дорог» (ТУАД) Новосибирской области управляет обширным дорожным хозяйством. В его ведении находится более 12 000 км региональных дорог, около 270 мостов и 540 водопропускных труб.

Для управления таким большим хозяйством ТУАД внедряет новые информационные технологии и обеспечивает их широкое применение. Создание базы данных дорожных объектов позволит повысить эффективность работы «Территориального управления», связанную со сбором, хранением, обработкой, анализом и оперативным получением информации, необходимой для ответа на следующие вопросы:

1.Что находится на автомобильной дороге и в каком она состоянии? (Это текущие характеристики дороги, описание ее элементов, инженерных объектов и сооружений, обустройства).

2.В каком состоянии автомобильная дорога должна находиться и каким требованиям и характеристикам соответствовать?

3.Что нужно сделать, чтобы автомобильная дорога из текущего состояния перешла в требуемое?

Кроме того, необходимо структурирование видов работ по организации содержания, эксплуатации и реконструкции сети автодорог, а также планирование очередности ремонта тех или

144

Железные и автомобильные дороги в сложных условиях

иных дорожных объектов для улучшения транспортноэксплуатационного состояния автомобильных дорог в интересах пользователей. Для этих целей была создана медийная библиотека фото- и видеоматериалов дорожных объектов Новосибирской области.

Работа с базой данных ведется в режимах просмотра, наполнения и администрирования.

Режим просмотра материалов базы не требует ввода персональных данных и доступен любому посетителю базы. Для начала просмотра на стартовой странице (рис. 1) требуется выбрать нужный район.

Рис. 1. Стартовая страница библиотеки

Затем производится настройка параметров поиска материалов: вид просмотра материалов – табличный (списком) или альбомный (просмотр мини-изображений с подписями), выбор нужного участка, вида работ, временного периода и т.д.

После настройки параметров поиска и нажатия кнопки «Поиск» производится вывод найденных материалов (рис. 2).

145

Железные и автомобильные дороги в сложных условиях

Рис. 2. Просмотр материалов Каргатского района (в альбомном виде)

Для возврата на главную страницу используется пункт меню

«На главную».

В режиме наполнения базы работают кураторы районов или лица, отвечающие за пополнение базы фото- и видеоматериалами. Режим требует ввода персональных данных – логина и пароля пользователя, назначенных администратором базы.

Каждый пользователь привязан к определенному району (задается администратором при создании профиля пользователя). Пользователь может загружать в базу фото- и видеоматериалы дорожных объектов только своего района (рис. 3).

Рис. 3. Меню пользователя

Для загрузки фотоизображения выбирается пункт меню «Создать изображение» (рис. 4). Каждой загружаемой фотографии можно присвоить уникальное название, снабдить небольшим описанием и привязать к определенному участку дорог района.

146

Железные и автомобильные дороги в сложных условиях

Рис. 4. Создание изображения

Аналогичным образом происходит загрузка в базу видеоизображения (меню «Создать видео»).

Изображения используются графических форматов: JPG, GIF, PNG; при необходимости конвертирования из других форматов рекомендуется использовать сторонние графические про-

граммы – Adobe Photoshop и пр.

Видеофайлы используются формата FLV, при необходимости конвертирования из других форматов рекомендуется использовать сторонние программы-конверторы, например, Video to Flash Converter, Allok Video to FLV Converter и др.

Пользователь имеет право просматривать и редактировать материалы базы (меню «Кабинет»). Доступны редактированию только фото- и видеоматериалы, загруженные самим пользователем (под своими логином и паролем).

Режим администрирования. Для входа в режим администрирования (рис. 5) требуется ввод персональных данных – логина и пароля администратора базы. В этом режиме возможно выполнять следующие действия:

– управлять профилями пользователей (меню «Пользовате-

ли»);

создавать новые профили (рис. 6),

редактировать и удалять существующие профили,

147

Железные и автомобильные дороги в сложных условиях

менять профилям права доступа к базе – права пользователя (с привязкой к конкретному району) или права администратора (с доступом ко всем районам);

–управлять списком районов (меню «Район»);

–управлять списком участков дорог (меню «Участки») с заданием кода и километража начала и конца участка;

–управлять списком видов работ (меню «Виды работ»);

–просматривать и редактировать фото- и видеоматериалы базы (аналогично режиму наполнения, но доступ осуществляется по всем районам). Можно использовать общий список медиа-файлов или отобрать записи по определенным параметрам поиска (рис. 7).

Рис. 5. Меню администратора

Рис. 6. Создание нового пользователя

Рис. 7. Настройка параметров выбора записей базы

148

Железные и автомобильные дороги в сложных условиях

Врезультате работы была сформирована структура база данных, произведена оцифровка части фотоматериалов с бумажных носителей и выполнено заполнение базы данных в тестовом режиме.

Всвязи с тем что объем исходных данных велик, данная работа полностью не завершена. В дальнейшем будут выполнены доработка и оптимизация структуры базы данных, продолжена оцифровка фото- и видеоматериалов и пополнение базы данных и сделан анализ работы «Территориального управления» автомобильных дорог при внедрении созданной базы данных.

149

150