ISSN 2520-6990 - Colloquium-journal · ISSN 2520-6990 ISSN 2520-2480 Сolloquium-journal №22 (46), 2019 zęść 1 (Warszawa, Polska) zasopismo jest zarejestrowane i publikowane

ISSN 2520-6990

ISSN 2520-2480

Сolloquium-journal №22 (46), 2019

Część 1

(Warszawa, Polska)

Czasopismo jest zarejestrowane i publikowane w Polsce. W czasopiśmie publikowane są artykuły ze wszystkich dziedzin naukowych. Czasopismo pub-likowane jest w języku angielskim, polskim i rosyjskim.

Częstotliwość: 12 wydań rocznie. Wszystkie artykuły są recenzowane

Bezpłatny dostęp do wersji elektronicznej dziennika. Wysyłając artykuł do redakcji, Autor potwierdza jego wyjątkowość i bierze na siebie pełną odpowiedzialność za ewentualne

konsekwencje za naruszenie praw autorskich Zespół redakcyjny

Redaktor naczelny - Paweł Nowak Ewa Kowalczyk

Rada naukowa Dorota Dobija - profesor i rachunkowości i zarządzania na uniwersytecie Koźmińskiego

Jemielniak Dariusz - profesor dyrektor centrum naukowo-badawczego w zakresie organizacji i miejsc pracy, kierownik katedry zarządzania Międzynarodowego w Ku.

Mateusz Jabłoński - politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki.

Henryka Danuta Stryczewska – profesor, dziekan wydziału elektrotechniki i informatyki Politechniki Lubelskiej.

Bulakh Iryna Valerievna - profesor nadzwyczajny w katedrze projektowania środowiska architektonicznego, Kijowski narodowy Uniwersytet budownictwa i architektury.

Leontiev Rudolf Georgievich - doktor nauk ekonomicznych, profesor wyższej komisji atestacyjnej, główny naukowiec federalnego centrum badawczego chabarowska, dalekowschodni oddział rosyjskiej akademii nauk

Serebrennikova Anna Valerievna - doktor prawa, profesor wydziału prawa karnego i kryminologii uniwersytetu Moskiewskiego M.V. Lomonosova, Rosja

Skopa Vitaliy Aleksandrovich - doktor nauk historycznych, kierownik katedry filozofii i kulturoznawstwa

Pogrebnaya Yana Vsevolodovna - doktor filologii, profesor nadzwyczajny, stawropolski państwowy Instytut pedagogiczny

Fanil Timeryanowicz Kuzbekov - kandydat nauk historycznych, doktor nauk filologicznych. profesor, wydział Dziennikarstwa, Bashgosuniversitet

Kanivets Alexander Vasilievich - kandydat nauk technicznych, docent wydziału dyscypliny inżynierii ogólnej wydziału inżynierii i technologii państwowej akademii rolniczej w Połtawie

Yavorska-Vіtkovska Monika - doktor edukacji , szkoła Kuyavsky-Pomorsk w bidgoszczu, dziekan nauk o filozofii i biologii; doktor edukacji, profesor

Chernyak Lev Pavlovich - doktor nauk technicznych, profesor, katedra technologii chemicznej materiałów kompozytowych narodowy uniwersytet techniczny ukrainy „Politechnika w Kijowie”

Vorona-Slivinskaya Lyubov Grigoryevna - doktor nauk ekonomicznych, profesor, St. Petersburg University of Management Technologia i ekonomia

«Сolloquium-journal»

Wydrukowano w «Chocimska 24, 00-001 Warszawa, Poland» E-mail: [email protected] http://www.colloquium-journal.org/

CONTENTS

PHYSICS AND MATHEMATICS Бужин А.А. ДЕЛЕНИЕ ОТРЕЗКА ПРЯМОЙ НА КОЛИЧЕСТВО РАВНЫХ ЧАСТЕЙ КРАТНОЕ ЧИСЛУ 2 И З .............................. 4 Buzhyn O.А. DIVISION OF A SEGMENT A STRAIGHT LINE INTO THE NUMBER OF EQUAL PARTS DIVISIBLE BY 2 AND 3 .......... 4 Ильичев П.П., Ахияров Р.И. ЖЕНЩИНЫ В МАТЕМАТИКЕ ............................................................................................................................... 8 Ilyichev P.P., Akhiyarov R.I. WOMEN IN MATHEMATICS .................................................................................................................................. 8

CHEMICAL SCIENCES Куликов М.А. КВАНТОВОХИМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МОЛЕКУЛЯРНОГО СТРОЕНИЯ ЗАМЕЩЕННЫХ АЛКИЛСТИРИЛКЕТОНОВ ................................................................................................................................... 11 Kulikov Mikhail A. QUANTUM CHEMICAL STUDY OF THE MOLECULAR STRUCTURE OF SUBSTITUTED ALKYL STYRILKETONES ...... 11

TECHNICAL SCIENCE Леу А.Г., Верболоз Е.И., Алексеев Г.В. РАЗДЕЛЕНИЕ ЖИДКОСТЕЙ ПО ПЛОТНОСТИ ПРИ ОСАЖДЕНИИ КРАХМАЛА ................................................. 16 Leu A.G., Verboloz E.I., Alekseev G.V. DENSITY LIQUID SEPARATION DEPOSIT OF STARCH ........................................................................................... 16 Белый В.С. ОЦЕНКА РЕМОНТОПРИГОДНОСТИ КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ КОНТРОЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ ...................................................................................................................................................... 18 Belyi V.S. ASSESSMENT OF MAINTAINABILITY OF THE CARBURETOR ENGINE ACCORDING TO THE RESULTS OF CONTROL TESTS ................................................................................................................................................................... 18 Бузаева С.В., Евдокимова Т.А., Шагарова А.А. АВИАЦИОННАЯ МЕТЕОРОЛОГИЯ КАК ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ ДИСЦИПЛИНА В ПОДГОТОВКЕ ИНЖЕНЕРНЫХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ В АВИАЦИОННЫХ ВУЗАХ .................................................................................................. 21 Buzaeva S.V., Evdokimova T.A., Shagarova A.A. AVIATION METEOROLOGY AS A FUNDAMENTAL DISCIPLINE IN THE PREPARATION OF ENGINEERING SPECIALTIES IN AVIATION UNIVERSITIES ............................................................................................................. 21 Тилинин Ю.И., Ворона-Сливинская Л.Г. АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ КРУПНОМАСШТАБНОГО ЖИЛИЩНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА ................................................................................................................................................ 23 Tilinin Y.I., Vorona-Slivinskaya L.G. ARCHITECTURAL AND CONSTRUCTION SYSTEMS AND TECHNOLOGIES FOR LARGE-SCALE HOUSING CONSTRUCTION .................................................................................................................................................. 23 Латута В.В., Ефимов Ю.М. ПЛОСКАЯ КРОВЛЯ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ КРОВЛИ И ИХ УСТРОЙСТВО26 Latuta V.V., Yefimov Yu.M. FLAT ROOF OF RESIDENTIAL BUILDINGS TECHNICAL SOLUTIONS OF ROOF STRUCTURES AND THEIR ARRANGEMENT ................................................................................................................................................... 26

Тилинин Ю.И., Иванов А.А., Кушков П.А. СОЗДАНИЕ НА АКВАТОРИИ ФИНСКОГО ЗАЛИВА ИСКУССТВЕННОЙ ТЕРРИТОРИИ ДЛЯ РЕКРЕАЦИИ .......... 30 Tilinin Y.I., Ivanov А.А., Kushkov P.А. CREATION OF AN ARTIFICIAL TERRITORY FOR RECREATION IN THE GULF OF FINLAND ..................................... 30

Иванченко Я.И., Романенко М.В., Чемоданова В.С. БЕЗОПАСНОСТЬ И НЕОБХОДИМЫЕ ТРЕБОВАНИЯ ДЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ ИНЕТРНЕТ-СЕРВИСА ....................... 33 Ivanchenko Ya.I., Romanenko M.V., Chemodanova V.S. SAFETY AND THE NECESSARY REQUIREMENTS TO ACCOMMODATE INTERNET SERVICE .................................. 33 Miroshnikov V.Yu. DETERMINATION OF STRESS STATE FOR A LAYER WITH A LONGITUDINAL CYLINDRICAL THICK-WALLED TUBE UNDER GIVEN MIXED CONDITIONS ON BOUNDARY SURFACES ......................................................................... 36 Патрина Т.А. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТВЕРДЫХ ТЕЛ ПРИ РАСТЯЖЕНИИ, СЖАТИИ С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММЫ ANSYS ..................................................................................................................... 41 Patrina T.A. RESEARCH OF MECHANICAL CHARACTERISTICS OF SOLID BODY AT TENSION, COMPRESSION BY MEANS OF THE PROGRAM ANSYS ................................................................................................................................................ 41 Сахно В.В., Куринных Д.Ю., Силаев Д.П. ЭКСПЕРТНАЯ СИСТЕМА КАК СРЕДСТВО ЭКОНОМИЧЕСКОГО ВЫБОРА ПРОДУКТА ....................................... 46 Sakhno V.V., Kurinnykh D.Yu, Silaev D.P. EXPERT SYSTEM AS A MEANS OF ECONOMIC PRODUCT CHOICE ....................................................................... 46 Чушкина В.В., Черных В.К. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ, СВЯЗАННЫЕ С КОРРОЗИОННЫМ ИЗНОСОМ ТРУБОПРОВОДОВ ........................ 47 Chushkina V.V., Chernykh V.К. PROBLEMS OF THE ENERGY INDUSTRY RELATED TO CORROSION WEAR OF PIPELINES .................................... 47

Журавлев И.Н. ВОПРОСЫ ВЛИЯНИЯ ПОВЫШЕННЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА СОСТОЯНИЕ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД . 50 Zhuravlev I.N. QUESTIONS OF INFLUENCE OF THE RAISED DYNAMIC LOADINGS ON A CONDITION OF ROAD SURFACES ....... 50

Лешков И.И. ОПРЕСНЕНИЕ СОЛЕНОЙ ВОДЫ ......................................................................................................................... 53 Leshkov I.I. SALT WATER DESALINATION ............................................................................................................................... 53

4 PHYSICS AND MATHEMATICS / «Colloquium-journal»#22(46),2019

PHYSICS AND MATHEMATICS УДК 514.182

Бужин Олексій Андрійович

Доктор екон. наук, професор

доцент кафедри безпеки об’єктів будівництва та охорони праці,

Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля

Національного університету цивільного захисту України,

DOI: 10.24411/2520-6990-2019-10708

ПОДІЛ ВІДРІЗКА ПРЯМОЇ НА КІЛЬКІСТЬ РІВНИХ ЧАСТИН КРАТНУ ЧИСЛУ 2 і 3

Бужин А.А.

Доктор экон. наук, профессор,

доцент кафедры безопасности объектов строительства и охраны труда,

Черкасский институт пожарной безопасности имени Героев Чернобыля

Национального университета гражданской защиты Украины,

ДЕЛЕНИЕ ОТРЕЗКА ПРЯМОЙ НА КОЛИЧЕСТВО РАВНЫХ ЧАСТЕЙ

КРАТНОЕ ЧИСЛУ 2 И З

Buzhyn Oleksiy А.

Doctor of Economics, Professor

Associate Professor of the Chair of Construction and Occupational Safety

Cherkasy Institute of Fire Safety named after Chornobyl Heroes of

National University of Civil Protection of Ukraine Cherkasy, Ukraine.

DIVISION OF A SEGMENT A STRAIGHT LINE INTO THE NUMBER OF EQUAL PARTS

DIVISIBLE BY 2 AND 3

Анотація

У роботі представлено алгоритм поділу відрізка прямої на довільне число n рівних частин необхідний,

як при виконанні креслень, так і при розробленні програми для розрахунків та виконання креслень на

комп’ютері. Поділ відрізка прямої на рівні частини за допомогою лінійки та циркуля. можна зробити на

кількість рівних частин кратну числу 2, яку можна подати наступним виглядом n=2n. Поділ відрізка пря-

мої на 6 рівних частин можна зробити двома варіантами. Перший ‒ після поділу відрізка прямої на 2 рівні

частини, кожну з яких поділити на 3 рівні частини. Другий ‒ після поділу відрізка прямої на 3 рівні ча-

стини, кожну частину поділити на 2 рівні частини. При застосуванні поділу відрізка почергово на 3 рівні

частини їх кількість буде кратна числу 3, яку можна подати наступним виглядом n=3n. Почергове за-

стосування поділу відрізка прямої на 2 і на 3, а також на 3 і на 2 рівні частини дає можливість одержати

поділ відрізка прямої на кількість рівних частин кратну числу 2 і 3.

Аннотация

В работе представлено алгоритм разделения отрезка прямой на произвольное число n равных частей

необходимом, как при выполнении чертежей, так и при разработке программы для расчетов и выполне-

ния чертежей на компьютере. Деление отрезка прямой на равные части с помощью линейки и циркуля.

можно сделать на количество равных частей кратное числу 2, которую можно представить следующим

видом n = 2n. Деление отрезка прямой на 6 равных частей можно сделать двумя вариантами. Первый ‒

после разделения отрезка прямой на 2 равные части, каждую из которых разделить на 3 равные части.

Второй ‒ после разделения отрезка прямой на 3 равные части, каждую часть разделить на 2 равные

части. При применении разделения отрезка поочередно на 3 равные части их количество будет кратно

числу 3, которое можно представить следующим видом n = 3n. Поочередное применение разделения от-

резка прямой на 2 и на 3, а также на 3 и на 2 равные части дает возможность получить деление отрезка

прямой на количество равных частей кратное числу 2 и 3.

Abstract

An algorithm for dividing a straight line segment by an arbitrary number of n equal parts is required, both

when executing the drawings and when developing a program for calculating and executing the drawings with the

help of a computer. The division of the straight line into equal parts is carried out using a ruler and a compass.

To divide the line segment into two equal parts, from the ends of the line segment AB, we draw with the help of the

compass two arc circles of equal radius R bigger than half of the segment. We denote the points of intersection of

these arcs by 1 and 2 and through them we draw a straight line that intersects the segment AB at point C, which

divides the segment into two equal parts. Similarly, the segments AC and CB are separated and points D and F

are received, which divide the corresponding segments into two equal parts, and the segment AB into four equal

parts. In this way, you can divide the line segment by the number of equal segments divisible by 2, which can be

given by the following form n=2n. Division of the segment of straight AB into 3 equal parts after dividing it into 2

https://doi.org/10.24411/2520-6990-2019-10708

https://doi.org/10.24411/2520-6990-2019-10708

«Colloquium-journal»#22(46),2019 / PHYSICS AND MATHEMATICS 5

equal parts. Then we take a triangle and one of its angles is 90о, and match its angle of 90о with the line coming

out of the point 1 of intersection of the arcs, when dividing the segment into 2 equal parts, and we orient it so that

the sides coincide with points A and B of the segment.

We connect the segments A and B with the vertex of the right angle C. From the vertex of the formed right

angle C, we draw the arc of the circle of radius R equal to the sides CA and CB crossing the points of segments A

and B. From the points of intersection A and B - the end points of segment AB, which we divide into three equal

parts, we draw with the same slope of the compass auxiliary arcs to their intersection with the previously per-

formed arc AB. The obtained points 3 and 4 are connected by straight lines with vertex C of the right angle of the

ACВ. There are two options to divide a segment into 6 equal parts. The first - after dividing the line segment into

2 equal parts, each of them is divided into 3 equal parts. The second - after dividing the line segment into 3 equal

parts, each of them is divided into 2 equal parts. When applying the division of a segment alternately into 3 equal

parts, their number will be divisible by 3, which can be given by the following form n=3n. The alternate application

of dividing the line segment by 2 and 3, as well as by 3 and 2 equal parts makes it possible to obtain the division

of the line segment by the number of equal parts divisible by 2 and 3.

Ключові слова: відрізок прямої, лінійка, циркуль, косинець, рівні частини, прямий кут.

Ключевые слова: отрезок прямой, линейка, циркуль, угольник, равные части, прямой угол.

Key words: line segment, ruler, compasses, triangle, equal parts, right angle.

Вступ. Частина і ціле ˗ старовинні філософські

категорії. Вони висловлюють ставлення сукупності

предметів з її окремими складовими предметами.

Перше математичне згадка поділу цілого на ча-

стини ми знаходимо в "Засадах" Евкліда, як зав-

дання пропорційного розподілу відрізка на дві ча-

стини [1]. Алгоритм поділу відрізка прямої на

довільне число n рівних частин необхідний, як при

виконанні креслень, так і при розроблення про-

грами для розрахунків і виконання креслень на

комп’ютері. Поділ відрізка прямої на рівні частини

за допомогою лінійки та циркуля. можна зробити

на кількість рівних частин кратну числу 2, яку

можна подати наступним виглядом n=2n.

Постановка проблеми. Нагальним є

вирішення практичного підходу до поділу відрізка

прямої за допомогою лінійки, циркуля та косинця

на кількість рівних частин кратну числу 2 і 3.

Мета статті. Удосконалити метод з викори-

станням лінійки, циркуля та косинця з метою

поділу відрізка прямої на кількість рівних частин

кратну числу 2 і 3.

Аналіз останніх досліджень та публікацій.

Алгоритм поділу довільних кутів на довільне число

n рівних частин можна легко запрограмувати для

розрахунків і виконання креслень на ЕОМ [2].

Бісектриса внутрішнього кута трикутника ділить

протилежну сторону пропорційно довжині, прилег-

лих сторін трикутника [3]. За допомогою лінійки,

можна поділити прямий кут на три рівні частини

[4].

Викладка основного матеріалу. Лінійка, цир-

куль та косинець необхідні для виконання різних

завдань з геометрії. У класичному розумінні термін

"побудова з використанням тільки лінійки" озна-

чає, що лінійка застосовують виключно для прове-

дення прямих і вона не має одиниць виміру [5]. Ос-

новою інженерної та комп’ютерної графіки є на-

рисна геометрія. Нарисна геометрія є теоретичною

основою створення і прочитання креслень, які є ос-

новними документами при розробці і проектуванні

виробів. Вона вчить і розвиває у людини просто-

рову уяву, без якого немислима інженерна діяль-

ність [6], а технічний малюнок служить для ро-

звитку просторового мислення студента в напрямку

вміння виконувати просторові зображення на пло-

щині, розкладати їх на окремі проекції, складові

елементи та з'єднувати їх в єдине ціле [7]. Інже-

нерна та комп’ютерна графіки є комплексною дис-

ципліною до складу якої відноситься і нарисна гео-

метрія. Сама ж геометрія є також складною матема-

тичною дисципліною. У другій половині ХІХ ст.

відомий німецький математик Ф.Клейн запропо-

нував теоретико-груповий підхід до вивчення гео-

метрії. За Ф.Клейном немає єдиної геометрії, а їх

існує стільки, скільки груп перетворень:

– геометрія групи рухів та її підгруп;

– геометрія подібних перетворень;

– афінна геометрія;

– геометрія групи проективних перетворень.

Різні геометрії з теоретико-групової точки зору

– це теорії інваріантів відповідних груп перетво-

рень. Основний інваріант групи рухів – відстань

між двома точками, групи подібних перетворень –

відношення відстаней між двома точками, групи

афінних перетворень – просте відношення трьох то-

чок прямої, групи проективних перетворень –

складне відношення чотирьох точок прямої. Кожна

наступна геометрія включає попередню як частин-

ний випадок. Елементарна геометрія вивчає гео-

метрію групи рухів, геометрію групи подібних пе-

ретворень та частково афінну геометрію (при вив-

ченні тих питань, де використовуються властивості

паралельного проектування). Циркуль та лінійка за-

стосовуються при виконанні лінійних геометрич-

них перетворень з розв’язуванні планіметричних

задач на побудову [8]. Існує окремий розділ геомет-

ричних побудов одним циркулем. Датський гео-

метр Г. Мор ще в 1672 р. дійшов висновку, що

кожну побудову скінченної кількості точок, яку

можна виконати циркулем і лінійкою, можна вико-

нати лише одним циркулем. Згодом, не знаючи

праці Г. Мора, аналогічні результати отримав

італійський математик Л. Маскероні в книзі «Гео-

метрія циркуля» (1797). Двоє зазначених матема-

тиків жили в різні епохи в різних країнах і, зро-

зуміло, не були знайомі. Сучасним геометрам добре


відома теорема Мора-Маскероні: «Будь-яку гео-

метричну задачу на побудову скінченної кількості

точок, яку можна розв’язати за допомогою циркуля

й лінійки, можна розв’язати, користуючись тільки

циркулем» [9].

Поділ відрізка прямої на кількість рівних ча-

стин кратну числу 2 проводиться поділом його на

дві рівні частини. Поділ відрізка прямої на рівні ча-

стини здійснюється за допомогою лінійки та цир-

куля. Для поділу відрізка прямої на дві рівні ча-

стини, з кінців відрізка АВ циркулем проводимо дві

дуги кола рівного радіуса R більшого за половину

відрізка. Точки перетину цих дуг позначаємо 1 та 2

і через них проводимо пряму, яка перетинає

відрізок АВ у точці С, що ділить відрізок на дві

рівні частини. Аналогічно проводять поділ

відрізків АС і СВ отримують точки D та F, які

ділять відповідні відрізки на дві рівні частини, а

відрізок АВ на чотири рівні частини рисунок 1[10,

с. 4].

Рис. 1.

Таким способом можна зробити поділ відрізка

прямої на кількість рівних відрізків кратну числу 2,

яка може мати вид n=2n.

Рис. 2.

За базу поділу відрізка прямої на 3 рівні ча-

стини беремо загальноприйнятий метод поділ пря-

мого кута на 3 рівні кути, рисунок 2. [10, с. 6].

Поділ відрізка прямої АВ на три рівні частини:

— ділимо його на дві рівні частини рис. 1, 3;

— потім беремо косинець, у якого один з

кутів — 90о, і співставляємо його кутом у 90о з пря-

мою, що виходить з токи 1 перетину дуг, при поділі

відрізка на 2 рівні частини, і так його орієнтуємо,

щоб сторони співпали з точками А і В відрізка;

— з’єднуємо точки відрізка А і В з верши-

ною прямого кута С;

— з вершини утвореного прямого кута С,

описуємо дугу кола радіуса R, що дорівнює сторо-

нам СА і СВ до перетину з точками відрізка А і В;

— із точок перетину А і В — кінцеві точки

відрізка АВ, який ми ділимо на три рівні частини,

тим же самим розхилом циркуля проводимо до-

поміжні дуги до їх перетину з раніше проведеною

дугою АВ;

— одержані точки D і F з'єднуємо прямими

лініями з вершиною С прямого кута АСВ.

Запропонований поділ відрізка прямої АВ на

три рівні частини схематично подано на рисунку 3.

Рис. 3.

Щоб поділити відрізок на 6 рівних частин

можна застосувати два варіанти:

— перший — після поділу відрізка прямої

на 2 рівні частини, кожну з яких ділимо на 3 рівні

частини;

— другий — після поділу відрізка прямої на

3 рівні частини, кожну ділимо на 2 рівні частини.

При застосуванні поділу відрізка почергово на

3 рівні частини їх кількість буде кратна числу 3, яку

можна подати наступним виглядом n=3n.

Почергове застосування поділу відрізка прямої

на 2 і на 3, а також на 3 і на 2 рівні частини дає мож-

ливість одержати поділ відрізка прямої на кількість

рівних частин кратну числу 2 і 3 та 3 і 2.

Результати. Під час реалізації етапів формування геомет-

ричних понять перевагу варто надавати задачам на

дослідження, встановлення закономірностей, а та-

кож задачам, які мають вимагати не стільки знань

теорії, скільки нешаблонного, оригінального, еври-

стичного мислення [11], а також виробленню прак-

тичних навиків у пошуках нових методів

розв’язання проблеми поділу відрізка прямої за до-

помогою лінійки, циркуля та косинця на кількість

рівних частин кратну числам 2 і 3. А і ще розроб-

ленню методів поділу відрізка прямої за допомогою

лінійки, циркуля та косинця на кількість рівних ча-

стин кратну числам 5 і 7.


Список використаної літератури

1. Василенко С.Л. Модель золотого сечения

в проекции трех частей / С.Л. Василенко // Научно-

техническая б-ка SciTecLibrary. – 02.07.2014. –

URL: sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/13907.html

2. Танчук М.О. Поділ плоских кутів на n≥2

рівних частин за допомогою циркуля й лінійки /

М.О. Танчук // Сімнадцята міжнародна наукова

конференція ім. акад. Михайла Кравчука, 19-20

травня, 2016 р., Київ: Матеріали конф. Т. 3. Теорія

ймовірностей та математична статистика. Історія та

методика математики. ‒ К.: НТУУ «КПІ», 2016. —

С. 317-318.

3. Куспаев Н. Д. Теоремы о биссектрисах и

трисектрисах внутренних углов треугольника / Н.Д.

Куспаев // Научный журнал. – 2016. – № 9 (10). – С.

8-12.

4. Куспаев Н. Д. Аналитическая формула

определения длин трисектрис треугольника /

Куспаев Н. Д. // Научный журнал. – 2016. – № 9

(10). – С. 5-8.

5. Подпалов Ю.Л. Побудова чотиригран-

ника з використанням "тільки лінійки" / Ю. Л. Под-

палов // Вісник Харківського національного універ-

ситету. Серія «Математичне моделювання. Інфор-

маційні технології. Автоматизовані системи

управління» – 2008. –№ 833. – С. – 222-230.

6. Хрящев В.Г. Общая теория решения за-

дач применительно к начертательной геометри /

В.Г. Хрящев, А.Ю. Горячкина А. Ю. // Педагогика.

Вопросы теории и практики. – № 2 (10). – 2018. – С.

– 9-16.

7. Прокофьева И.В. Технический рисунок в

курсе инженерной графики / И.В. Прокофьева, И.В.

Демидов С.Г. // Педагогика. Вопросы теории и

практики. – 2018. – № 2 (10) – С. 41-46.

8. Чопик І. Геометричні перетворення та їх

застосування / І. Чопик, В. Євладенко // Судентські

наукові записки (Збірник наукових статей сту-

дентів фізикоматематичного факультету). – Кірово-

град: РВВ КДПУ ім. В. Винниченка, 2012. – Випуск

5. – С. 93-95.

9. Бевз Г.П. Циркуль / Г. П. Бевз // Матема-

тика в школах України. Позакласна робота. – 2011–

№ 2 (2) – С. 2-6.

10. Бойко А. П. Методичні вказівки до вико-

нання графічної роботи на тему "Геометричне крес-

лення" / А. П. Бойко, О. Ю. Кукліна. // – Миколаїв:

Видавництво НУК, – 2011. – 35 c.

11. Амброзяк О.В. Деякі аспекти фор-

мування математичних понять / О.В. Амброзяк //

Теорія та методика навчання математики, фізики,

інформатики : збірник наукових праць. Випуск X: в

3-х томах. – Кривий Ріг: Видавничий відділ НМе-

тАУ, 2012. – Т. 1: Теорія та методика навчання ма-

тематики. – С. 3-8.

References.

1. Vasylenko S.L. (2014) Model of the golden

section in the projection of three parts Nauchnotekhny-

cheskaia b-ka SciTecLibrary. – 02.07.2014. – URL:

sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/13907.html.

2. Tanchuk M.O. (2016 Division of flat angles

into n≥2 equal parts by means of compass and ruler.

Simnadcyata mizhnarodna naukova konferenciya im.

Akad. Myhajla Kravchuka 19-20 travnya-2016 r. Ki-

yiv: Мateriali konf T.3. Teoriya jmovirnostej ta ma-

tematichna statistika. Istoriya-ta metodika matematiky,

317-318.

3. Kuspaev N.D. (2016) Theorems on bisectors

and trisectrixes of the internal angles of a triangle.

Nauchnyiy zhurnal. № 9 (10), 8-12.

4. Kuspaev N.D. (2016) The analytical formula

for determining the lengths of the triangle trisectrixes.

Nauchnyiy zhurnal. № 9 (10), 5-8.

5. Podpalov Yu.L. (2008) Construction of a

quadrangle using “ruler only”. Visnyk Kharkivskoho

natsionalnoho universytetu. Seriia «Matematychne

modeliuvannia. Informatsiini tekhnolohii.

Avtomatyzovani systemy upravlinnia» № 833, 222-

230.

6. Khriashchev V.H., Horiachkyna A.Yu.

(2018) General theory of problem solving as applied to

descriptive geometry. Pedahohyka. Voprosyi teorii i

praktiki. № 2 (10), 9-16.

7. Prokofeva І.V., Demіdov S.H. Prokofeva

І.V. (2018) Technical Drawing in Engineering

Graphics. Pedahohіka. Voprosyi teorіі і praktіkі. № 2

(10), 41-46.

8. Chopyk I. Yevladenko V. (2012) Geometric

transformations and their applications. Sudentski nau-

kovi zapysKY (Zbirnyk naukovykh statei studentiv

fizykomatematychnoho fakultetu). – Kirovohrad: RVV

KDPU im. V. Vynnychenka, 2012. – Vypusk 5, 93-95.

9. Bevz H.P. (2011) Compass. Matematyka v

shkolakh Ukrainy. Pozaklasna robota № 2 (2).2-6.

10. Boiko A.P., Kuklina O.Yu. (2011) Guide-

lines for performing graphic work on the theme "Geo-

metric drawing". Mykolaiv: Vydavnytstvo NUK, 2011,

35.

11. Ulshyn P.I., Paiuk A.B. (2012) Tasks for

construction in the geometry course of the secondary

school. Teoriia ta metodyka navchannia matematyky,

fizyky, informatyky: zbirnyk naukovykh prats. Vypusk

X: v 3-kh tomakh. – Kryvyi Rih: Vydavnychyi viddil

NMetAU, – T. 1: Teoriia ta metodyka navchannia ma-

tematyky. 275-279.

12. Ambroziak O.V. (2012) Some aspects of the

formation of mathematical concepts. Teoriia ta meto-

dyka navchannia matematyky, fizyky, informatyky:

zbirnyk naukovykh prats. Vypusk X: v 3-kh tomakh. –

Kryvyi Rih: Vydavnychyi viddil NMetAU, – T. 1: Te-

oriia ta metodyka navchannia matematyky, 3-8.


УДК 51

Ильичев П.П.

студент 2 курса

Ахияров Р.И.

студент 2 курса, Стерлитамакский филиал БашГУ,

г. Стерлитамак, Российская Федерация

ЖЕНЩИНЫ В МАТЕМАТИКЕ

Ilyichev P.P.

2nd year student

Akhiyarov R.I.

2nd year student, Sterlitamak branch of BashSU,

Sterlitamak, Russian Federation

WOMEN IN MATHEMATICS

Аннотация

В течение долгого времени женщины пытались получить признание в области математики. Цель

этой статьи - изучить историю женщин в области математики, влияние и опыт современных женщин-

математиков, и общие тенденции для женщин в области математики на примерах жизни трех извест-

ных женщин-математиков. В частности, в этой статье рассматривается дискриминация, с которой

эти женщины-математики сталкивались и против которой они боролись. Кроме этого в статье рас-

сматривается вклад, который они внесли в математику.

Abstract

For a long time, women have struggled to gain complete acceptance in the mathematics field. The purpose

of this paper is to explore the history of women in the field of mathematics, the impact and experiences of current

female mathematicians, and the common trends for women in the mathematics field. This paper looks at the lives

of three famous female mathematicians. Specifically this paper examines the discrimination they faced and how

they overcame this discrimination, as well as the contributions they have made to the mathematics field.

Ключевые слова:Ипатия, Эмми Нётер, София Ковалевская

Key words:Hypatia, Emmy Noether, Sofia Kovalevskaya

В течение многих лет женщины-математики

были недооценены в силу их гендерной принадлеж-

ности. Математика рассматривается как поле дея-

тельности, где преобладали мужчин, и это была тя-

желая битва за право на признание женщин-мате-

матиков. Несмотря на это, на протяжении всей

истории было много женщин, которые внесли зна-

чительный вклад в область математики. Отметим в

данной работе четырех женщин-математиков, чьи

достижения выдержали проверкой историей и, ко-

торые бросили вызов своему времени, несмотря на

то, что судьба некоторых сложилась трагически, -

это Ипатия, Эмми Нётер, София Ковалевская и

Мэри Эллен Рудин. Ипатиябыла признана первой

женщиной, оказавшей значительное влияние в об-

ласти математики, причем, некоторые даже назвали

ее «матерью математики» [1]. Она родилась в чет-

вертом веке, точная дата неизвестна в Алексан-

дрии, Египте, который являлся в то время одним из

центров математической мысли [1]. Ее отец ТеонА-

лександрийский был математиком и философом,

принадлежавшим к числу крупнейших учёных

Александрии, и руководившим собственной шко-

лой, видимо, при Мусейоне. ТеонвоспитывалИпа-

тию с акцентом на образование и с мыслью, что она

может делать все, что хочет, и это было очень редко

в то время для женщин [1]. Теон, видимо, возлагал

большие надежды на дочь, потому что дал ей имя

«Гипатия», что означает «высшая». Она изучала

различные области науки, но больше всего она до-

стигла успехов в математике и философии. В конце

концов она превзошла знания своего отца, поэтому

он отправил ее учиться в Афины, в математический

центр мира, как тогда его называли[1]. Когда она

закончила учебу в Афинах, она пропутешествовала

по Европе около десяти лет. Мало того, что Ипатия

был отличным учеником и исследователем, но она

также преуспела в обучении других. Когда она вер-

нулась в Египет, ее попросили преподавать в Алек-

сандрийском университете [1]. Ее любимым пред-

метом была алгебра, но это была новая, еще не ис-

следованная область математики, поэтому она

преподавала геометрию и астрономию для тех, кто

приехал в Александрию специально, чтобы учиться

у нее [1]. Даже когда она преподавала, она продол-

жала изучать и изучать различные разделы наук.

Ипатия в основном сосредоточила свои исследова-

ния на астрономии, астрологии и математике. Она

наиболее известна своей работой над коническими

секциями, которые были впервые представлены

Аполлонием (Adair). Она разработала идеи таких

фигур как гипербола, парабола и эллипс, редакти-

руя свой текст «О конусахАполлония» (Adair). Она

была известна тем, что писала комментарии к кни-

гам, в которых она давала объяснения трудных

теми эти комментарии были более понятны, чем

оригинальные книги [1]. Ипатия жила в Египте во

время подъема христианства, в то время, когда


между разными религиями (Adair) часто возникали

беспорядки. За это время она стала признанным

главой философской школы неоплатоников в Алек-

сандрии [1]. В Александрии IV—V вв. обществен-

ный климат в огромной степени зависел от епи-

скопа. По всем свидетельствам, епископ Феофил

(385—412 гг.) уважал школу Гипатии и студентов,

которых она выпускала. Ситуация драматически

изменилась, когда Феофил умер в 412 г. В этом же

году, Кирилл, человек, который выступал против

неоплатоников, стал патриархом Александрии.Он

думал, что Ипатия будет препятствовать росту хри-

стианства, поэтому он распространял слухи о том,

что, если ее убить, то остальные религии смогуто-

бъединиться. Это вызвало распространение слухов,

некоторые из которых обвиняли Ипатию в том, что

она ведьма, и использует черную магию [1]. В 415-

м году на 41 году жизниИпатия была атакована по

дороге домой толпой людей. Беснующаяся толпа

сорвала с неё одежду и заживо сдирала тело до ко-

стей черепками от керамической посуды. Остатки

тела протащили по улицам таким образом, как по-

ступили бы с самыми гнусными александрийскими

преступниками. После ее убийства несколько уче-

ных бежали из Александрии, и образование с обу-

чениемпришли в упадок. В результате математика

формально не изучалась в Александрии в течение

следующих 1000 лет [1]. Хотя жизнь Ипатии закон-

чилась трагически, ее важные достижения в мате-

матике остались, и она проделала длинный путь в

науке, подав образец, которому впоследствии сле-

довало много женщин.

Эмми Нётер родилась в 1882 году в Эрлангене,

Германия. Первоначально Эмми планировала пре-

подавать английский и французский языки после

сдачи соответствующих экзаменов, но вместо этого

начала изучать математику в Университете Эрлан-

гена, где читал лекции её отец [2]. Несмотря на то,

что отношение к женщинам в университете улуч-

шилось, тем не менее, ей не разрешалось офици-

ально участвовать в занятиях, поэтому ей просто

дали разрешение на посещение лекций без права

сдачи экзаменов. В университете из 986 студентов

училось всего две девушки, одной из которых была

Нётер. После двухлетнего обучения она сдала экза-

мен, который позволил бы ей стать докторантом по

математике. Она прошла тест и была записана в ка-

честве студента в Геттингенском университете в

1903году [3]. Однако после одного семестра она

вернулась в университет Эрлангена, где ей наконец

разрешили зарегистрироваться в качестве студента

[3]. После трехлетнего обучения в университете она

стала второй женщиной, которая когда-либо полу-

чала степень в области математики [4]. Поскольку

она была женщиной, университет Эрлангена не

нанял ее как профессора, поэтому она начала помо-

гать отцу в Математическом институте в Эрланге-

непроводить исследования и помогала вести заня-

тия за отцом, когда он болел. Вскоре после оконча-

ния Первой мировой войны Нётер была

приглашена в Геттингенский университет для ра-

боты над одной из теорий Эйнштейна сФеликс-

Кляйном и Дэвидом Гильбертом [4]. Клейн и Гиль-

берт пригласили Нётер, потому что чувствовали,

что, несмотря на то, что она женщина, ее опыт мо-

жет помочь им достичь успеха в их исследованиях.

Однако их желание было блокировано филологами

и историками с философского факультета, которые

считали, что женщина не может быть приват-до-

центом. Один из преподавателей выразил протест:

«Что подумают наши солдаты, когда они вернутся

в университет и обнаружат, что они должны

учиться у ног женщины?» Гильберт ответил с него-

дованием, заявив «Не понимаю, почему пол канди-

дата служит доводом против избрания её приват-

доцентом. Ведь здесь университет, а не мужская

баня!»Спустя некоторое время она все-таки полу-

чила должность лектора в Геттингенском универ-

ситете, хотя ей все еще не платили за ее работу

[4].Её семья оплачивала проживание и питание и

этим давала возможность работать в университете.

Три года спустя, однако, она стала получать не-

большую зарплату [4].Нётербыстро стала извест-

ной, благодаря собственному стилю преподавания,

заставляя своих учеников создавать собственные

идеи [4].Из-за этого многие из ее учеников стали ве-

ликими математиками [4].Когда нацисты взяли под

свой контроль Германию в 1933 году, Нётерэми-

грировала в Соединенные Штаты, где Колледж

Брин Мавр предложил ей работу преподава-

теля[4].Нётер наиболее известна своими работами

в абстрактной алгебре, в частности, кольцах, груп-

пах и полях [4].В ее честь была названа структура,

известная как нетеровы кольца. Нётер изменила

подход математиков к предмету, она «очистила

путь к открытию новых алгебраических моделей,

которые ранее были затенены». Она была чрезвы-

чайно вовлечена в развитие аксиоматического под-

хода к математике (Henrion 68). Нётер преподавала

в колледже Брин-Маура до самой своей смерти в

1935 году. После ее смерти Альберт Эйнштейн

написал в письме в «Нью-Йорк таймс». По мнению

наиболее компетентных живых математиков, фрей-

лейн Нётер был самым значительным творческим

математическим гением. В области алгебры, в ко-

торой наиболее талантливые математики были за-

няты на протяжении веков, она обнаружила ме-

тоды, которые оказались чрезвычайно важными в

развитии современной математики. Нётер была

очень уважаемым математиком. Среди математи-

ков есть шутка: «Были только две женщины-мате-

матика. Одна не был женщиной, другая не была ма-

тематиком [6]. Коллеги Нётера не видели в ней

обычную женщину, и ее часто называли

«DerNoether», которое является мужским обраще-

нием. Нётербыла признана великим математиком и

педагогом.

София Ковалевская родилась в 1850 году в

Москве, Россия, в семье мелкого дворянина. Если

Нётер,упомянутая в анекдоте выше, была в этом

анекдоте математиком, то Софья Ковалевская была

женщиной."Я получила в наследство страсть к

науке от предка, венгерского короля Матвея Кор-

вина; любовь к математике, музыке, поэзии — от


деда по матери, астронома Шуберта; личную сво-

боду — от Польши; от цыганки-прабабки — лю-

бовь к бродяжничеству и неумение подчиняться

принятым обычаям; остальное — от России", - пи-

сала о себе первая в России и в Северной Европе

женщина-профессор и первая в мире женщина —

профессор математики Софья Ковалевская.Во

время ремонта в доме родителей будущего профес-

сора, на комнату Софьи не хватило обоев, и одна из

стен осталась с черновой оклейкой, на которую по-

шли копии лекций профессора Остроградского по

дифференциальному и интегральному исчислению.

Ковалевская изучила эти заметки, а также обсудила

абстрактные и математические концепции с ее дя-

дей Петром. Отец Ковалевской не верил, что жен-

щины должны быть высокообразованными, по-

этому, когда она проявила способности в матема-

тике, он настоял на том, что она должна прекратить

изучение математики[5]. Но она продолжала маня-

щие ее формулы, скрывая это от своего отца и гу-

вернантки. В возрасте четырнадцати лет она вы-

учила тригонометрию, чтобы понять книгу, кото-

рую она читала. Автор книги, по совместительству

сосед ее семьи, был настолько впечатлен знаниями

и мастерством Ковалевской, что он убедил отца Со-

фьи позволить ей изучать математику. После окон-

чания средней школы она хотела продолжить свое

образование. Однако ближайший университет, ко-

торый принимал женщин, был в Швейцарии, а не-

замужним женщинам не разрешалось путешество-

вать в одиночку. Поэтому в сентябре 1868 года она

вышла замуж за Владимира Ковалевского. В 1869

году Ковалевская училась в Гейдельбергском уни-

верситете у Кенигсбергера, а с 1870 по 1874 год в

Берлинском университете у К. Т. В. Вейерштрасса.

По правилам университета женщины не могли слу-

шать лекции. Но Вейерштрасс, заинтересованный в

раскрытии математических дарований Софьи, ру-

ководил её занятиями на протяжении четырех лет.

Позднее Ковалевская так вспоминала эти занятия:

«Эти исследования оказали самое глубокое влия-

ние на всю мою карьеру в математике. Они оконча-

тельно и безоговорочно определили направление,

которому я должен был следовать в своей более

поздней научной работе: вся моя работа была вы-

полнена именно в духе Вейерштрасса» (Уилсон). В

июле 1874 года Ковалевская получила докторскую

степень в Геттингенском университете. После не-

удачных поисков работы в Германии, Ковалевская

решила вернуться к своей семье в Москву. Но и

здесь для женщины-ученого нет работы. В итоге

Софья Васильевна на шесть лет уходит из науки. В

это время она занимается литературно-публицисти-

ческой деятельностью, выступает с докладами на

съездах исследователей и врачей.Но семейная

жизнь не складывалась: безденежье, тяжелая бере-

менность, отсутствие работы у Софьи и увлечение

наукой Владимира не способствовали миру в семье.

В 1878 году у Ковалевских рождается дочь Софья.

Молодая мать, страдая от послеродовой депрессии,

предпочитает отправиться в Европу. В 1880 году

Ковалевская в попытках найти работу вернулась в

Берлин, но уже без мужа. Вскоре после прибытия

она услышала, что Владимир покончил жизнь само-

убийством после того, как запутался в своих ком-

мерческих делах (Уилсон). Ковалевская была опу-

стошена и погрузилась целиком в работу. Следую-

щие два года она провела исследовательский

проект в Берлине и Париже [5]. Ценой огромных

усилий, используя весь свой авторитет и связи,

Вейерштрассу удалось выхлопотать ей место в

Стокгольмском университете (1884). В это время ее

карьера пошла на подъем. Она была назначена ре-

дактором нового журнала ActaMathematica. В 1888

году Ковалевская стала лауреатом премии Бордена

Парижской академии наук за открытие третьего

классического случая разрешимости задачи о вра-

щении твёрдого тела вокруг неподвижной точки.

Ее теория была настолько глубокой, и статья была

так высоко оценена другими учеными, что денеж-

ный приз был увеличен с 3000 до 5000 франков [5].

За эти последние работы она получает также пре-

мию Шведской Академии наук и пожизненное зва-

ние профессора Стокгольмского университета. И

даже физико-математическое отделение Россий-

ской академии наук по предложению академиков

П.Л. Чебышева, В.Я. Буняковского и В.Г. Имше-

нецкого избирает ее членом-корреспондентом. Об-

щее собрание Академии утвердило это решение в 2

(14) декабря 1889 года. Возвращаясь в Стокгольм,

она подхватила простуду, которая быстро перешла

в воспаление легких. Справиться с болезнью ме-

дики не смогли – профессор Софья Ковалевская

скончалась 10 февраля 1891 года на 42-м году

жизни.

Список использованной литературы:

1. Koch, Laura C. "Hypatia." Notable Women

in Mathematics: A Biographical Dictionary.Ed. Char-

lene Morrow and Teri Perl. Westport, CT: Greenwood,

1998. 94-97.

2. Morrow, James. "Emmy Noether." Notable

Women in Mathematics: A BiographicalDictionary.

Ed. Charlene Morrow and Teri Perl. Westport, CT:

Greenwood, 1998. 152-57.

3. Kimberling, Clark. "Biography: Emmy No-

ether and Her Influence." Emmy Noether: A Tribute to

Her Life and Work. Ed. James W. Brewer and Martha

K. Smith. New York: Marcel Dekker, 1981. 3-61.

4. Taylor, Mandie. "Emmy Noether." Biog-

raphies of Women Mathematicians. Agnes Scott Col-

lege, Apr. 1995. Web. 22 Apr. 2011. <http://www.ag-

nesscott.edu/lriddle/women/noether.htm>.

5. Beal, Susan. "SofyaKorvin-Krukovskaya-

Kovalevskaya." Notable Women in Mathematics: A

Biographical Dictionary. Ed. Charlene Morrow and

Teri Perl. Westport, CT: Greenwood, 1998. 102-07.

6. Henrion, Claudia. "What's a Nice Girl Like

You Doing in a Place Like This?" Women inMathemat-

ics: The Addition of Difference. Bloomington: Indiana

UP, 1997. 66-83.

7. Акимов А.А., Вильдяева А.А., Агафонова

А.А. Школа психоанализа Фрейда//Дневник науки.

2017. № 5 (5). С. 7.

«Colloquium-journal»#22(46),2019 / CHEMICAL SCIENCES 11

CHEMICAL SCIENCES УДК 544.18

Куликов Михаил Александрович

кандидат химических наук, доцент, заведующий кафедрой Химической технологии и экологии

Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Березниковский филиал

ORCID: 0000-0001-8944-9522

DOI: 10.24411/2520-6990-2019-10709

КВАНТОВОХИМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МОЛЕКУЛЯРНОГО СТРОЕНИЯ

ЗАМЕЩЕННЫХ АЛКИЛСТИРИЛКЕТОНОВ

Kulikov Mikhail A.

Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor, Head of the Department of Chemical Technology

and Ecology of the Berezniki Branch of Perm National Research Polytechnic University

ORCID: 0000-0001-8944-9522

QUANTUM CHEMICAL STUDY OF THE MOLECULAR STRUCTURE OF SUBSTITUTED ALKYL

STYRILKETONES

Аннотация

Представленная статья является продолжением исследований в области производных бензаль-

ацетона (метилстирилкетона). Актуальность темы обусловлена наличием у данных соединений ком-

плекса ценных прикладных свойств. Цель работы заключается в приложении методов квантовой химии

к изучению особенностей молекулярного строения, замещенных алкилстирилкетонов. С использованием

полуэмпирических методов выполнены квантовохимические расчеты геометрического и электронного

строения молекул. Выявлены особенности пространственной организации молекул и распределения элек-

тронной плотности. Приведены значения валентных углов, длин связей и зарядов на атомах, входящих в

боковую цепь. Рассчитаны тепловые эффекты реакций образования рассматриваемых соединений при

стандартных условиях.

Abstract

The presented article is a continuation of research in the field of benzalacetone derivatives (methylstyryl

ketone). The relevance of the topic is due to the presence of a complex of valuable applied properties in these

compounds. The purpose of the work is to apply the methods of quantum chemistry to the study of the molecular

features of substituted alkylstyryl ketones. Using semiempirical methods, quantum-chemical calculations of the

geometric and electronic structures of molecules are performed. The features of the spatial organization of mole-

cules and the distribution of electron density are revealed. The values of the valence angles, bond lengths, and

charges on the atoms entering the side chain are given. The thermal effects of the reactions of formation of the

considered compounds under standard conditions are calculated.

Ключевые слова: методы квантовой химии, реакция Кляйзена-Шмидта, салициловый альдегид, ди-

метилкетон, метилэтилкетон, метилизобутилкетон, геометрия молекул, электронное строение моле-

кул.

Key words: quantum chemistry methods, Kleisen-Schmidt reaction, salicylic aldehyde, dimethyl ketone, me-

thyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, molecular geometry, electronic molecular structure.

Современные исследования в области органи-

ческой химии неразрывно связаны с применением

методов квантовой химии. Данные методы позво-

ляют теоретически изучить молекулярную геомет-

рию, электронное строение и оценить реакционную

способность веществ. По результатам квантовохи-

мических расчетов можно определить термодина-

мические, кинетические и спектральные характери-

стики [1-5].

Цель представленной работы – приложение

методов квантовой химии к изучению особенно-

стей молекулярного строения, замещенных алкил-

стирилкетонов: 4-(2-гидроксифенил) бутен-3-она-2

(I), 1-(2-гидроксифенил) пентен-1-она-3 (II) и 1-(2-

гидроксифенил) -5-метилгексен-1-она-3 (III), явля-

ющиеся соединениями, родственными бензаль-

ацетону. Материал, излагаемый в статье, является

продолжением исследований производных бен-

зальацетона [6-8].

CH

OH

CH C

O

CH3

I

CH

OH

CH C

O

CH2 CH3II

https://doi.org/10.24411/2520-6990-2019-10709

https://doi.org/10.24411/2520-6990-2019-10709

12 CHEMICAL SCIENCES / «Colloquium-journal»#22(46),2019

CH

OH

CH C

O

CH2 CH CH3

CH3 III

Аналоги бензальацетона интересны при полу-

чении новых высокоэффективных лекарств, в орга-

ническом синтезе, а также в качестве модельных

соединений [9-15]. Получают бензальацетон и его

производные по реакции Кляйзена-Шмидта [16],

которая представляет собой частный случай крото-

новой конденсации. Суть реакции заключается во

взаимодействии ароматических альдегидов с мети-

лалкилкетонами в присутствии катализаторов.

Если в реакции участвует диметилкетон, то продук-

том реакции является производное бензальацетона.

Если же заменить диметилкетон на несимметрич-

ные метилалкилкетоны, то направление реакции

будет определяться природой катализатора. При

использовании щелочного катализатора конденса-

ция протекает по метильной группе, а в кислой

среде – по метиленовой [17-20].

Ar CHO H3C C CH2

O

CH3+

H3C C C

O

CH3

CH Ar

HC C CH2

O

CH3CHArOH

-

H +

Рассмотрим особенности строения замещенных алкилстирилкетонов, полученных взаимодействием

салицилового альдегида с диметилкетоном, метилэтилкетоном, метилизобутилкетоном в щелочной среде.

На рис. 1-3 в графическом виде представлены результаты квантовохимических расчетов молекул (I) – (III).

Рис. 1. 3D-модель (а) и молекулярная диаграмма (б) молекулы (I)

Рис. 2. 3D-модель (а) и молекулярная диаграмма (б) молекулы (II)


Рис. 3. 3D-модель (а) и молекулярная диаграмма (б) молекулы (III)

Анализ 3D моделей (рис. 1-3, а) показывает,

что в молекулах (I) и (II) боковая цепь и бензольный

фрагмент лежат в одной плоскости, а в молекуле

(III) метильная группа выведена из общей плоско-

сти молекулы. Во всех трех молекулах боковая цепь

не линейна, валентные углы между атомами близки

к 120, длины связей сопоставимы между собой

(табл. 1).

Таблица 1

Геометрические параметры молекул (I) – (III)

Валентный угол Значение, Длина связи Значение, Å

Молекула (I)

С2-С1-С7 125,2 С1-С7 1,450

С1-С7-С8 127,7 С7-С8 1,343

С7-С8-С9 121,4 С8-С9 1,472

С8-С9-О11 123,1 С9-С10 1,496

О11-С9-С10 121,8 С9-О11 1,239

С8-С9-С10 115,1 - -

Молекула (II)

С2-С1-С7 125,3 С1-С7 1,449

С1-С7-С8 127,7 С7-С8 1,343

С7-С8-С9 121,4 С8-С9 1,473

С8-С9-О12 123,0 С9-С10 1,504

О12-С9-С10 122,6 С9-О12 1,239

С8-С9-С10 114,4 С10-С11 1,505

С9-С10-С11 112,9 - -

Молекула (III)

С2-С1-С7 125,2 С1-С7 1,449

С1-С7-С8 127,8 С7-С8 1,343

С7-С8-С9 121,3 С8-С9 1,474

С8-С9-О11 122,7 С9-С10 1,504

О11-С9-С10 122,9 С9-О11 1,239

С8-С9-С10 114,4 С10-С13 1,521

С9-С10-С13 113,7 С13-С14 1,514

С10-С13-С14 110,1 С13-С15 1,514

С10-С13-С15 111,0 - -

С15-С13-С14 110,5 - -

По результатам расчетов построены диа-

граммы (рис. 1-3, б), иллюстрирующие распределе-

ние электронной плотности в молекулах. Данные

показывают, что в молекуле (III) электронная плот-

ность распределена менее равномерно, чем в моле-

кулах (I) и (II). Причиной этого явления может слу-

жить разветвленность боковой цепи в соединении

(III).

Анализ величин зарядов на атомах (табл. 2) по-

казал близкие значения на участке цепи от С1 до С9.

Максимальные различия наблюдаются для атома

С10. С увеличением сложности радикала отрица-

тельный заряд по абсолютной величине уменьша-

ется.

14 CHEMICAL SCIENCES / «Colloquium-journal»#22(46),2019

Таблица 2

Заряды на атомах в молекулах (I) – (III)

(I) (II) (III)

Атом Заряд, ед. зар. Атом Заряд, ед. зар. Атом Заряд, ед. зар.

С1 -0,088 С1 -0,087 С1 -0,087

С7 -0,035 С7 -0,036 С7 -0,037

С8 -0,239 С8 -0,239 С8 -0,238

С9 0,252 С9 0,252 С9 0,254

О11 -0,309 О12 -0,306 О11 -0,309

С10 -0,264 С10 -0,204 С10 -0,201

- - С11 -0,205 С13 -0,103

- - - - С14 -0,209

- - - - С15 -0,210

На следующем этапе работы рассчитаны теп-

ловые эффекты реакций образования рассматрива-

емых соединений при стандартных условиях. Уста-

новлено, что образование всех трех соединений со-

провождается экзо-эффектом, составляющим -

34,92 кДж/моль для (I), -34,79 кДж/моль для (II) и -

34,45 кДж/моль для (III). Также вычислены значе-

ния дипольных моментов: 4,17 D для (I), 4,05 D для

(II) и 3,97 D для (III). По их величине можно сделать

вывод, что соединения будут растворяться в силь-

нополярных растворителях.

Таким образом, по результатам квантовохими-

ческих расчетов определены особенности строения

молекул 4-(2-гидроксифенил) бутен-3-она-2, 1-(2-

гидроксифенил) пентен-1-она-3 и 1-(2-гидроксифе-

нил) -5-метилгексен-1-она-3. Показано распределе-

ние электронной плотности и пространственное

расположение атомов относительно плоскости мо-

лекулы. Рассчитанные тепловые эффекты показы-

вают экзотермичность реакций образования соеди-

нений при стандартных условиях. Полученные ре-

зультаты могут быть использованы при изучении

свойств родственных соединений.

Список литературы

1. Барановский В.И. Квантовая механика и

квантовая химия. – Санкт-Петербург: Лань, 2019. –

428 с.

2. Оганесян Э.Т., Шатохин С.С., Глушко А.А.

Использование квантово-химических параметров

для прогнозирования антирадикальной (НО·) ак-

тивности родственных структур, содержащих цин-

намоильный фрагмент. I. Производные коричной

кислоты, халкона и флаванона // Фармация и фар-

макология. – 2019. – Т. 7. – Вып. 1. – С. 53 – 66.

3. Квантово-химические расчеты: структура и

реакционная способность органических и неорга-

нических молекул / IX Всероссийская молодежная

школа-конференция: сборник научных статей. –

Иваново: ИвГУ. 2018. – 292 с.

4. Семенов С.Г., Макарова М.В. Квантовохи-

мический расчет электрооптических свойств тауто-

меров ванилина // Журнал общей химии. – 2012. –

Т. 82. – № 3. – С. 443-446.

5. Камалова Д.И., Колядко И.М., Ремизов А.Б.,

Скочилова Р.А. Конформационный анализ 1,2-

ди(1-нафтил) этана: ИК-Фурье спектры и квантово-

химические расчеты // Вестник Казанского техно-

логического университета. – 2012. – Т. 15. – № 11.

– С. 18-21.

6. Куликов М.А. Синтез и исследование

свойств 2,4-динитрофенилгидразона 4-[4-(димети-

ламино)фенил]бутен-3-она-2 // The scientific herit-

age. – 2019. – № 37(1). – P. 3-7.

7. Куликов М.А. Особенности геометриче-

ского и электронного строения азометинового со-

единения на основе 4-(бромфенил)бутен-3-она-2 и

антраниловой кислоты // The scientific heritage. –

2019. – № 39(1). – P. 18-20.

8. Куликов М.А. Квантовохимическое иссле-

дование особенностей строения молекул 4-(3-нит-

рофенил) бутен-3-она-2 и 4-(4-бром-3-нитрофенил)

бутен-3-она-2 // Высшая школа: научные исследо-

вания: Материалы Межвузовского научного кон-

гресса (г. Москва, 3 сентября 2019). – Москва: Из-

дательство Инфинити. – 2019. – С. 97-100.

9. Motohashi N., Yamagami C., Tokuda H.,

Okuda Y., Ichiishi E., Mukainaka T., Nishino H., Saito

Y. Structure-activity relationship in potentially anti-tu-

mor promoting benzalacetone derivatives, as assayed

by the Epstein-Barr virus early antigen activation //

Mutation Research genetic Toxicology and environ-

mental Mutagenesis. – 2000. – Vol. 464. – Iss. 2. – P.

247-254.

10. Motohashi N., Ashihara Y., Yamagami C.,

Saito Y. Structure-antimutagenic activity relationships

of benzalacetone derivatives against UV-induced mu-

tagenesis in E-coli WP2uvrA and gamma-induced mu-

tagenesis in Salmonella typhimurium TA2638 // Muta-

tion Research-Fundamental and molecular Mecha-

nisms of Mutagenesis. – 2001. – Vol. 474. – Iss. 1-2. –

P. 113-120.

11. Wang Huan, Zhu Hong-Wei, Guo Rong-Rong,

Hu Qiao-Li, Zeng Sheng, Lu Jia-Xing Computational

and Experimental Study on Electrocarboxylation of

Benzalacetone // Asian Journal of organic Chemistry. –

2017. – Vol. 6. – Iss. 10. – P. 1380-1384.

12. Tajabadi J., Bakavoli M., Gholizadeh M.,

Eshghi H. A mechanistic insight into the effect of pi-

peridine as an organocatalyst on the [3+2] cycloaddi-

tion reaction of benzalacetone with phenyl azide from

a computational study // Organic & biomolecular

Chemistry. – 2016. – Vol. 14. – Iss. 30. – P. 7324-7333.


13. Wang Jinbo, Qin Ruixiang, Xiong Wei, Liu

Derong, Feng Jian Asymmetric Hydrogenation of Ben-

zalacetone Catalyzed by TPPTS-Stabilized Ru in Ionic

Liquids // Synthesis and Reactivity in inorganic metal-

organic and nano-metal Chemistry. – 2015. – Vol. 45.

– Iss. 6. – P. 834-838.

14. Sri Handayani, Indyah Sulistyo Arty Synthesis

of Hydroxyl Radical Scavengers from Benzalacetone

and its Derivatives // Journal of Physical Science. –

2008. – Vol. 19(2). – P. 61-68.

15. Pawluc P., Szudkowska Ju., Hreczycho G.,

Marciniec B. One-Pot Synthesis of (E)-Styryl Ketones

from Styrenes // The Journal of Organic Chemistry. –

2011. – Vol. 76. – P. 6438-6441.

16. Mousavi S.R. Claisen-Schmidt condensation:

Synthesis of (1S, 6R)/ (1R, 6S)-2-oxo-N, 4, 6-triarylcy-

clohex-3-enecarboxamide derivatives with different

substituents in H2O/EtOH // Chirality. – 2016. – Vol.

28. – Iss. 11. P. – 728-736.

17. Stiles M., Wolf D., Hudson G.V. Catalyst Se-

lectivity in the Reactions of Unsymmetrical Ketones;

Reaction of Butanone with Benzaldehyde and p-Nitro-

benzaldehyde // Journal of the American Chemical So-

ciety. – 1959. – Vol. 81. – P. 628-632.

18. Noyce D.S., Snyder L.R. Carbonyl Reactions.

IV. The Kinetics of the Acid-catalyzed Reaction of

Anisaldehyde with Methyl Ethyl Ketone // Journal of

the American Chemical Society. – 1958. – Vol. 80. – P.

4033-4037.


V. Acidity and Temperature Dependence in the Con-

densation of Anisaldehyde with Methyl Ethyl Ketone //

Journal of the American Chemical Society. – 1958. –

Vol. 80. – P. 4324-4327.


VIII. The Kinetics of the Acid-catalyzed Condensation

of Benzaldehydeand p-Nitrobenzaldehyde with Methyl

Ethyl Ketone. Some Observations on p- Correlations

// Journal of the American Chemical Society. – 1959. –

Vol. 81. – P. 620-624.

16 TECHNICAL SCIENCE / «Colloquium-journal»#22(46),2019

TECHNICAL SCIENCE УДК 66.066.3

Леу А.Г.,

Верболоз Е.И.,

Алексеев Г.В.

Национальный исследовательский университет ИТМО, г.Санкт-Петербург

РАЗДЕЛЕНИЕ ЖИДКОСТЕЙ ПО ПЛОТНОСТИ ПРИ ОСАЖДЕНИИ КРАХМАЛА

Leu A.G.,

Verboloz E.I.,

Alekseev G.V.

National research ITMO University, St. Petersburg

DENSITY LIQUID SEPARATION DEPOSIT OF STARCH

Аннотация

Как источник крахмала могут использоваться зерновые культуры, но они крайне необходимы для

получения пищевых и кормовых продуктов, поэтому применение зерновых культур в этом производстве

приводит к дефициту зернового сырья на мировом рынке и, соответственно, к повышению его стоимо-

сти, что в конечном итоге сказывается на стоимости продуктов питания. Россия является одной из

главных картофелеводческих стран мира. При существующем уровне развития картофелеводства в РФ

только потенциальные потери при переработке оцениваются экспертами РАСХН в 4.1 млн. тонн кар-

тофеля на сумму 19.4 млрд. руб. Вместе с тем, вовлечение картофеля как сырья в производство крахмала

требует более полного использования его в процессе переработки, включая переработку мезги и промыв-

ных вод.

Abstract

Cereals can also be used as a source of starch, but they are extremely necessary for obtaining food and feed

products, therefore, the use of cereals in this production leads to a shortage of grain raw materials in the world

market and, consequently, to an increase in its cost, which ultimately affects the cost of food. Russia is one of the

main potato growing countries in the world. Given the current level of development of potato growing in the

Russian Federation, only potential losses in processing are estimated by the RAAS experts as 4.1 million tons of

potatoes in the amount of 19.4 billion rubles. At the same time, the involvement of potato as a raw material in the

production of starch requires a more complete use of it in the processing process, including the processing of pulp

and wash water.

Ключевые слова: развития картофелеводства, источник крахмала, полное использование, мезга и

промывные воды.

Key words: development of potato growing, source of starch, full utilization, pulp and wash water.

Предлагаемое устройство относится к пище-

вой промышленности, а именно к разделению жид-

костей по плотности, например, при повышении

или понижении концентрации ценных пищевых ве-

ществ, содержащихся в промывных водах при пе-

реработке картофеля. Одной из главных проблем

картофелеперерабатывающих производств явля-

ется утилизация отходов. Наиважнейшая причина

обязательной утилизации таких отходов является

их нерастворимость в воде. Поэтому одной из задач

принято считать максимальное сокращение нанесе-

ния вреда экологии, а с другой стороны извлечения

наибольшего количества полезных веществ, напри-

мер, крахмала.

Возможность вторичного использования кар-

тофельной мезги может успешно способствовать

решению кризисных ситуаций, существующих в

регионах с недостаточных сырьевых ресурсов. И,

как следствие, техническое решение, способствую-

щее очистке воды для дальнейшего повторного ее

использования, а также уменьшение выброса агрес-

сивных отходов в окружающую среду, приобре-

тают чрезвычайно большое значение. Также стоит

заметить, что использование указанных отходов та-

ких производств, можно использовать для получе-

ния новых продуктов, например, технических клее-

вых композиций. Это привело бы к более полному

использованию ценного растительного сырья и со-

кращению расходов.

В специальной литературе описаны средства

ресурсосбережения при производстве картофеле-

продуктов [1-2].

Предлагаемое устройство отличается тем, что

в нем валки нижнего ряда размещены так, что одна

из пар валиков своими осями установлена по срезу

верхнего отделяемого слоя с размещением в зазоре

упругой пористой ленты, вторая пара, по ходу дви-

жения упругой пористой ленты, размещена с обес-

печением полного погружения упругой пористой

ленты в верхний слой жидкости, а третья установ-

лена на выходе упругой пористой лены из жидко-

сти симметрично первой паре относительно верти-

кальной оси устройства, при этом валик третьей

«Colloquium-journal»#22(46),2019 / TECHNICAL SCIENCE 17

пары, размещенный на внешней стороне ленты за-

менен на очищающий от прилипающих частиц

скребок, кромка которого установлена относи-

тельно валка на постоянном расстоянии равном

толщине пористой ленты, кроме того монтажные

стойки установлены на двух поплавках, жестко со-

единенных общей рамой (см.рис.).

Рисунок Схема устройства для разделения жидкостей

Работает устройство следующим образом [3].

Установка размещается на водной поверхности 1 с

легкой фракцией на ней, которую необходимо со-

брать. Установка держится за счет конструкции из

расположенных по краям ее поплавков 11 с закреп-

ленными на них монтажных стоек 12. Поплавки

контролируют глубину погружения нижних: от-

жимных 2 и транспортирующих 4 валков, скреп-

ленных между собой пружинами 3, в жидкость для

соблюдения необходимого угла вхождения в верх-

ний отделяемый слой упругой пористой ленты 5. В

зону размещения нижних: отжимных 2 и транспор-

тирующих 4 валков, поступает пористая упругая

лента 5, где под действием нижних пружин 3 де-

формируется (сжимается). При ее сжатии из от-

дельных пор удаляется находящийся там воздух,

поскольку поверхности ленты не испытывают на

себе никакого дополнительного воздействия. Пере-

мещаясь в водную поверхность 1 с отделяемой

жидкостью, лента, за счет упругих свойств, начи-

нает восстанавливать свою геометрическую форму,

вбирая в себя эту жидкость, как более легкую фрак-

цию. В последующем описанный цикл деформиро-

вания упругой ленты с поглощением удаляемой

фракции повторяется.

Использование описанного устройства позво-

ляет достаточно просто и точно отделять воду от

оседающего крахмала, обеспечивая при этом высо-

кую производительность установки и непрерывную

продолжительность процесса за счет дополни-

тельно установленных нижних валков и поплавков.

Литература

1. Алексеев Г.В., Мосина Н.А.Абразивная

обработка картофеля и овощей с дискретным энер-

гоподводом. Монография / Саратов, 2013

2. Сабиров, А.А. Обоснование применения

ударно-активаторно-дезиграторной обработки в

технологиях получения сиропов из крахмалсодер-

жащего сырья / Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые

и биотехнологии». - 2017. - Т. 5, № 2. - С. 60-66.

3. Алексеев Г.В., Дмитриченко М.И., Гон-

чаров М.В. Ресурсосберегающие направления раз-

вития абразивной обработки пищевых материалов.

Технико-технологические проблемы сервиса.

2013. № 4 (26). С. 57-61.

https://elibrary.ru/item.asp?id=21327266





https://elibrary.ru/contents.asp?id=33916584

https://elibrary.ru/contents.asp?id=33916584&selid=20808006


УДК 629.3.018.4

Белый В.С.

кандидат технических наук, старший научный сотрудник

ФГБНУ «ВНИИ систем орошения и сельхозводоснабжения Радуга»

Россия, г.Коломна

ОЦЕНКА РЕМОНТОПРИГОДНОСТИ КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ

КОНТРОЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ

Belyi V.S.

candidate of technical Sciences, senior researcher

Research Institute of irrigation systems and agricultural water supply Raduga

Russia, Kolomna

ASSESSMENT OF MAINTAINABILITY OF THE CARBURETOR ENGINE ACCORDING TO THE

RESULTS OF CONTROL TESTS

Аннотация

В данной научной статье представлены алгоритмы контрольных испытаний на надёжность в ча-

сти ремонтопригодности карбюраторного двигателя автомобиля с примерами статистической обра-

ботки данных, полученных по результатам натурных испытаний.

Abstarct

In this scientific article algorithms of control tests on reliability regarding maintainability of the carburetor

engine of the car with examples of statistical processing of the data received by results of full-scale tests are

presented.

Ключевые слова. Контрольные испытания, подконтрольная эксплуатация, показатели надёжности,

план испытаний, вероятность восстановления, время восстановления, достоверность контроля, ремон-

топригодность, средняя оперативная продолжительность ремонта, восстановление исправности.

Keyword. Control tests, controlled operation, reliability indicators, test plan, probability of recovery, recov-

ery time, reliability of control, maintainability, average operational duration of repair, restoration of serviceabil-

ity.

Введение. В настоящее время сложилось опре-

делённое несоответствие между современным

уровнем развития отрасли машиностроения, про-

дукцией которой являются сложные технической

системы и уровнем подготовки специалистов пред-

приятий, являющихся потенциальными заказчи-

ками данной продукции. В частности, уровень тех-

нического оснащения выпускаемых автомобилей

непрерывно возрастает, процессы эксплуатации та-

кой продукции со временем усложняются, и требу-

ются инновационные подходы к решению задач,

связанных с практической реализацией всех стадий

жизненного цикла последней.

С другой стороны, нередко возникают ситуа-

ции, когда без методического обеспечения у пред-

ставителей заказчиков нет необходимых компетен-

ций, позволяющих самостоятельно решать отдель-

ные задачи эксплуатации автомобильного

транспорта. Например, задачи по организации

опытной эксплуатации с проведением контрольных

испытаний отдельных агрегатов и узлов. Кроме

того, иногда уровень сложности методического

обеспечения не соответствует уровню подготовки

представителей заказчика.

Данное противоречие порождает научную

проблему, которая заключается в необходимости

упрощения подходов к пониманию сложных про-

цессов контрольных испытаний и не менее слож-

ных процессов обработки статистической инфор-

мации, получаемой по результатам опытной экс-

плуатации агрегатов и узлов автомобильного

транспорта, с которыми сталкиваются представи-

тели заказчика продукции машиностроительных

предприятий.

Целью исследований является разработка ме-

тодического инструментария по оценке показате-

лей надёжности изделий в части ремонтопригодно-

сти по результатам опытной эксплуатации с дета-

лизацией процессов обработки результатов

контрольных испытаний. Для достижения постав-

ленной цели исследований в данной научной статье

осуществляется решение задачи оценки показателя

ремонтопригодности в виде статистических харак-

теристик оперативной продолжительности восста-

новления исправности при отказе объекта испыта-

ний на этапе подконтрольной эксплуатации.

Постановка задачи. Контрольным испыта-

ниям на надёжность в части ремонтопригодности

(далее – контрольным испытаниям) подвергается

карбюраторный двигатель (КД) легкового автомо-

биля марки N (далее – автомобиля). КД является

конструктивной сменной единицей и является со-

ставной частью (СЧ) автомобиля. Контрольные ис-

пытания проводятся с целью подтверждения соот-

ветствия КД требованиям по надёжности в части

ремонтопригодности, установленных в Техниче-

ских условиях (ТУ) на агрегат, посредством кон-

троля значений нормируемых показателей ремон-

топригодности КД.


Контроль соответствия КД требованиям ре-

монтопригодности осуществляется с использова-

нием экспериментальных методов, основываю-

щихся на использовании статистических данных,

получаемых при испытании КД на надёжность в

условиях опытной эксплуатации на автотранспорт-

ных предприятиях (например, в автомобильной

технико-эксплуатационной части (ТЭЧ)).

Контрольные испытания КД проводятся по

предварительному плану. В ТЭЧ в период проведе-

ния контрольных испытаний функционирует си-

стема учёта данных об отказах. Контрольным ис-

пытаниям подвергаются КД серийного производ-

ства, установленные на автомобилях в полностью

собранном виде в соответствии с конструкторской

документацией и прошедшие процедуру приёмки

перед началом испытаний в соответствии с ТУ.

Количество испытуемых КД определяется в

ходе планирования испытаний. Контрольная

группа ТПС формируется путём применения слу-

чайных чисел [1, с. 24]. Отбор номеров автомоби-

лей в контрольную группу из их общего числа про-

водится с использованием ЭВМ, исполняющей ма-

тематический алгоритм генерации

псевдослучайных чисел, реализующих выбор неко-

торого числа из конечного набора чисел с равной

вероятностью.

Требования ТУ в части ремонтопригодности

нормированы показателем средней оперативной

продолжительности ремонта (СОПР).

Достоверность и точность контроля соответ-

ствия КД требованиям ТУ в части ремонтопригод-

ности обеспечивается при условии реализации рав-

ных значений рисков изготовителя и заказчика.

Фактические значения достоверности и точности

контроля должны быть соответственно больше за-

данной доверительной вероятности и не должны

превышать величины заданной относительной

ошибки.

Для контроля значений нормируемых показа-

телей ремонтопригодности КД используются ре-

зультаты подконтрольной эксплуатации агрегатов

серийного производства в составе автомобилей

контрольной группы, содержащие сведения об от-

казах и хронометражные наблюдения ремонта КД

за период испытаний в объеме планов.

Каждое событие отказа КД в составе автомо-

билей контрольной группы фиксируется, а после-

дующее восстановление работоспособного состоя-

ния КД на ремонте хронометрируется. Отказавший

КД восстанавливается во время ремонта. В общем

случае процесс восстановления КД состоит из фаз,

включающих последовательное выполнение необ-

ходимых действий. При восстановлении КД прово-

дятся хронометражные наблюдения продолжитель-

ности выполнения фаз восстановления КД согласно

требованиям, изложенным в [2, с. 26].

Количественные величины хронометражных

наблюдений продолжительности ремонта оценива-

ются при помощи наручных часов с секундной

стрелкой с точностью 5 секунд. Данные хрономет-

ражных наблюдений регистрируются. По заверше-

нии ремонта КД возвращается в эксплуатацию, при

этом количество наблюдений увеличивается на

единицу, а период испытаний T увеличивается на

значение его наработки, при которой зафиксирован

отказ от начала испытаний.

Формально, в общем виде, задача сводится к

проверке выполнения критериев оценки ремонто-

пригодности отобранных для испытаний образцов

КД по результатам статистической обработки ис-

ходных данных в виде случайных величин, получа-

емых экспериментальным путём в ходе проведения

контрольных испытаний.

Алгоритм решения поставленной задачи сво-

дится к статистической оценке ВБР и показателя

СОПР КД по результатам подконтрольной эксплу-

атации, осуществляемой в строгом соответствии с

планами испытаний.

Исходными данными для статистической

оценки ремонтопригодности АКВ по результатам

испытания служат:

общее количество М испытуемых единиц

КД;

продолжительность испытаний на безот-

казность T;

заданное ТУ нормативное значение СОПР

ТВ;

значения рисков изготовителя α и заказ-

чика β;

значение доверительной вероятности 𝛄;

максимальное число наблюдений N, при

котором принимается решение о завершении испы-

таний;

значение разрешающего коэффициента D,

выбираемого на основании требований, изложен-

ных в [3, с. 39].

Требуется:

б) в части ремонтопригодности: принять реше-

ние о соответствии КД требованиям ТУ в части ре-

монтопригодности по результатам контрольных ис-

пытаний.

Контрольные испытания КД на ремонтопри-

годности проводятся с учётом ряда допущений:

а) Учету не подвергаются:

зависимые отказы, обусловленные дру-

гими отказами;

отказы, вызванные воздействием внешних

факторов, не предусмотренных ТУ;

отказы, вызванные нарушением обслужи-

вающим персоналом требований эксплуатации,

технического обслуживания и ремонта КД, пере-

чень которых приведен в ТУ и руководстве по экс-

плуатации.

б) При планировании испытаний на ремонто-

пригодность в соответствии с [4, с. 80] разрешается

для неизвестного закона распределения продолжи-

тельности восстановления 𝐓в𝐣, использовать лога-

рифмически нормальное распределение с коэффи-

циентом вариации 𝐕 = 𝟏.

Алгоритм контрольных испытаний КД на

ремонтопригодность представляет собой следую-

щую последовательность действий:


1. По результатам контрольных испытаний

парка КД в соответствии с графиком плана по ми-

нимальному количеству учтённых отказов rmin

определяется значение минимального количества

восстановлений Nmin = rmin.

2. Точечную оценку значения СОПР T̂в рассчи-

тывают по формуле:

T̂в =1

n∑ Tвj

rj=1 , (1)

В выражении (1):

n – количество наблюдений r восстановлений

(n = r) за весь период испытаний T;

𝐓в𝐣 – общие оперативные затраты времени на

восстановление по результатам j-го наблюдения.

Значения случайной величины 𝐓в𝐣 сводятся в

таблицу 1.

3. Интервальная оценка верхней доверитель-

ной границы средней оперативной продолжитель-

ности ремонта 𝐓в рассчитывают по формуле:

𝐓в = �̂�в + 𝐔𝛄 ∙ √𝐃(�̂�в), (2)

В выражении (2):

𝐔𝛄 – квантиль нормированного нормального

распределения, соответствующий вероятности ;

𝐃(�̂�в) – дисперсия случайной величины 𝐓в𝐣,

рассчитываемая по формуле

𝐃(�̂�в) =𝟏

𝐧∙(𝐧−𝟏)∑ (�̂�в − 𝐓в𝐣

)𝟐𝐧𝐣=𝟏 . (3)

Значения величин, рассчитанные по формулам

(1), (2) и (3), заносятся в таблицу 2.

4. Если испытания КД на ремонтопригодность

завершены досрочно и суммарное число наблюде-

ний n < Nmin, то для принятия решения в части до-

статочной точности полученных результатов оце-

нивается фактическое значение относительной

ошибки оценки по формуле (4)

ф =Tв−T̂в

T̂в. (4)

5. Принятие решения о соответствии АКВ тре-

бованиям ремонтопригодности осуществляется по

критерию:

Tв ≤ Tвβ, (5)

где:

Tв – оценка верхней доверительной границы

одностороннего интервала средней оперативной

продолжительности ремонта КД;

Tвβ – браковочный уровень СОПР.

Возможно два варианта решения:

а) КД соответствует требованиям в части ре-

монтопригодности – если неравенство (10) выпол-

няется.

б) КД не соответствует требованиям в части

ремонтопригодности – в противном случае.

6. Если выполняется условие

n < Nmin, (6)

и фактическое значение относительной

ошибки превышает , то к формулировке решения

добавляется ограничение условности: «КД условно

соответствует требованиям…» или «КД условно не

соответствует требованиям…» [5, c. 401].

Пример решения задачи испытаний на ре-

монтопригодность. Исходные данные:

значения общих оперативных затрат вре-

мени на восстановление КД по результатам j-го

наблюдения Tвj приведены в таблице 1;

значение доверительной вероятности 𝛾 =0.9;

значение относительной ошибки оценива-

ния 𝜀 = 0.1;

заданное ТУ нормативное значение СОПР

ТВ = 1.5 часа;

величина браковочного уровня Tвβ= Tв =

1.5 часа.

Требуется: проверить выполнение критерия

соответствия КД требованиям ТУ по надёжности в

части ремонтопригодности.

Решение:

1. На основании исходных данных в соответ-

ствии с [3, с. 39] определяется объем испытаний

Nmin = 150.

2. Общие оперативные затраты времени Tвj на

восстановление КД по результатам j-го наблюде-

ния, значения центрированных величин T̂в − Tвj и

их квадратов (T̂в − Tвj)2 заносятся в таблицу 1.

3. Значения статистических характеристик

случайных величин Tвj, рассчитанные по формулам

(1), (2) и (3), заносятся в таблицу 2.

4. Поскольку условие n < Nmin = 150 выпол-

няется, то фактическое значение относительной

ошибки оценивается в соответствии с выражением

(4) ф = 1,22, при этом доверительная вероятность

реализована на требуемом уровне = 0,9.

Поскольку 1,22 1,5, оценка верхней довери-

тельной границы одностороннего интервала СОПР

Tв не превысила браковочный уровень Tвβ.


Таблица 1

Величины 𝐓в𝐣, центрированные величиын (�̂�в − 𝐓в𝐣

) и их квадраты

Хронометражный ряд Промежуточные вычисления

Номер наблюдения j Значения Tвj, час T̂в − Tвj

(T̂в − Tвj)2

1 0,92 0,129 0,0166

2 0,23 0,819 0,6708

3 0,84 0,209 0,0437

4 1,59 -0,541 0,2927

5 1,35 -0,301 0,0906

6 1,14 -0,091 0,0083

Сумма 6,07 1,1143

Таблица 2

Статистические характеристики случайной величины 𝐓в𝐣

Статистическая характеристика Значения

T̂в 1,012

D(T̂в) 0,929

Tв (при U = 1,282) 2,247

Вывод: Поскольку одновременно выполня-

ются критерий (5) и условие (6), то считается, что

КД условно соответствует требованиям надежно-

сти в части ремонтопригодности.

Заключение. Таким образом, автором пред-

ставлен методический инструментарий по реше-

нию задач оценки ремонтопригодности СЧ автомо-

бильного парка по результатам контрольных испы-

таний на примере КД. Приведённые в статье

примеры решения задач показывают простоту реа-

лизации предложенных алгоритмов на практике.

Последний факт доказывает отсутствие необходи-

мости в организации специальной или дополни-

тельной подготовки специалистов по эксплуатации

автомобилей.

Библиографический список: 1. Белый В.С., Кузьмин А.Б., Шишкин В.Ю. К

вопросу о синтезе смешанной системы эксплуата-

ции технического объекта. Научный вестник Мос-

ковского государственного технического универ-

ситета гражданской авиации. 2002. № 35. С. 24.

2. Белый В.С., Брыль С.В. Уравнения регрес-

сии для случайных величин исходного и конечного

влагосодержания пенополимерминеральной изоля-

ции труб магистральных теплопроводов. Экология

и строительство. 2019. № 1. С. 25-30.

3. Белый В.С., Брыль С.В., Мишина А.М.,

Зверьков М.С. Оценка возможностей сокращения

объема испытаний пенополимерминеральной изо-

ляции труб на предмет исходного влагосодержа-

ния. Экология и строительство. 2018. № 2. С. 35-43.

4. Белый В.С., Мишина А.М. Исследование во-

допоглощения пенополимерминеральной изоляции

на трубе в условиях затопленния. Коммунальный

комплекс России. 2018. № 3. С. 80.

5. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. – 10-е

изд., стер. – Москва: Academia, 2005. – 576 С.

УДК: 378.146

Бузаева С.В., Евдокимова Т.А., Шагарова А.А.

Ульяновский институт гражданской авиации им. Главного маршала авиации Б.П.Бугаева.

АВИАЦИОННАЯ МЕТЕОРОЛОГИЯ КАК ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ ДИСЦИПЛИНА В

ПОДГОТОВКЕ ИНЖЕНЕРНЫХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ В АВИАЦИОННЫХ ВУЗАХ

Buzaeva S.V., Evdokimova T.A., Shagarova A.A.

Ulyanovsk Institute of Civil Aviation them. Chief Air Marshal B.P. Bugayev.

AVIATION METEOROLOGY AS A FUNDAMENTAL DISCIPLINE IN THE PREPARATION OF

ENGINEERING SPECIALTIES IN AVIATION UNIVERSITIES

Аннотация

В статье проведен анализ использования законов авиационной метеорологии. Проанализированы осо-

бенности развития современной авиационной метеорологии, которые выдвигают новые требования к

объему, содержанию и структуре подготовки инженерных специалистов. Определены и обоснованы ди-

дактические условия изучения авиационной метеорологии, а также необходимость фундаментального

изучения дисциплины при подготовки инженерных специальностей в авиационном вузе.


Abstarct

The article analyzes the application of the laws of aviation meteorology. The features of the development of

modern aviation meteorology, which put forward new requirements for the volume, content and structure of train-

ing of engineers, are analyzed. The didactic conditions of studying aviation meteorology, as well as the need for

fundamental study of the discipline in the preparation of engineering specialties in the aviation University are

determined and substantiated.

Ключевые слова: авиационная метеорология, авиационные специалисты.

Key words: aviation meteorology, aviation specialists.

Фундаментализация знаний - основное сред-

ство обеспечения глубоких разносторонних научно

обоснованных знаний играет особую роль в подго-

товки авиационных специалистов. Именно фунда-

ментализация позволяет подготовить специали-

стов, способных наиболее успешно выполнять свои

профессиональные обязанности в современных

условиях быстрого развития авиационной техники.

Качество подготовки авиационных специали-

стов в значительной степени определяется эффек-

тивностью организации учебного процесса, кото-

рый должен соответствовать изменению внешних и

внутренних факторов. К внешним факторам можно

отнести – научно-технический прогресс и экономи-

ческое развитие, а к внутренним – особенности ор-

ганизации учебного процесса в авиационном вузе,

инновации в учебном процессе и учебно-матери-

альная база вуза [1].

Принципиальным вопросом организации учеб-

ного процесса в любом вузе становиться выбор

между двумя направлениями: изучение теории и

работы конкретных законов, а также сочетание

двух этих процессов. Чтобы формировать у обуча-

ющих компетенции, необходимо организовать вы-

сококачественный образовательный процесс, вве-

дение инновационных образовательных методик.

Авиационная метеорология - прикладная от-

расль метеорологии, в которой изучается влияние

метеорологических величин и атмосферных явле-

ний на авиационную технику и деятельность авиа-

ции, разрабатываются теоретические основы ме-

теорологического обеспечения полетов. Авиацион-

ная метеорология связана с другими науками –

аэродинамика, воздушная навигация, синоптиче-

ская метеорология, физика, гидравлика.

Деятельность авиации всегда связана с кон-

кретными метеорологическими условиями – состо-

янием атмосферы в некоторый момент или проме-

жуток времени, обусловленным происходящими в

ней физическими процессами и характеризуемым

определенным сочетанием метеорологических ве-

личин и атмосферных явлений [2].

Следовательно, особенность законов авиаци-

онной метеорологии, свойственная фундаменталь-

ным научным законам, подчеркивает важность их

изучения с точки зрения любого технического об-

разования по соответствующим направлениям. По-

лученные знания составляют прочный фундамент

для успешного освоения любых прикладных вопро-

сов при изучении специальных дисциплин, освое-

нии реальной техники и ее эффективного использо-

вания.

Дисциплина авиационная метеорология акку-

мулирует в себе достижения науки и техники с од-

ной стороны, а с другой, должна готовить соответ-

ствующие профессиональные кадры. Поставленная

задача, может быть решена только путем правиль-

ной организации учебного процесса [3].

Для решения поставленной задачи использова-

лись такие методы как: анализ учебно-программ-

ной документации; педагогического эксперимента;

тестирование; анализ самостоятельной деятельно-

сти, итоги сдачи экзаменов. Для обработки резуль-

татов эксперимента применялся метод математиче-

ской статистики.

В ходе проведенного исследования были выяв-

лены следующие условия:

- структура и содержание формируемых зна-

ний определяется целевой направленностью;

- процесс изучения дисциплины авиационная

метеорология обусловлены особенностями приме-

нения знаний обучающегося в процессе професси-

ональной деятельности;

- особенности процесса формирования знаний,

умений и навыков определяются спецификой и воз-

можностями подготовки авиационного специали-

ста.

Чем больше знаешь и умеешь, тем больше мо-

жешь сделать. Именно знания и умения дают воз-

можность активно адаптироваться на рабочем ме-

сте. Безопасность, регулярность полетов и эффек-

тивность использования авиационной техники во

многом зависят от непрерывного своевременного и

надежного обеспечения метеорологической инфор-

мацией летного состава, работников службы дви-

жения и других должностных лиц гражданской

авиации, осуществляющих организацию, выполне-

ние полетов, управление воздушным движением и

обеспечение полетов.


1. Кондратьев В.В. Фундаментализация

профессионального образования специалиста в тех-

ническом университете: монография / В.В. Кондра-

тьев. – Казань: КГТУ, 2000. – страницы 42-52.

2. Приходько М.Г. Справочник инженера –

синоптика – Санкт – Петербург Гидрометеоиздат

2009. – страницы 234 – 240.

3. Федеральные авиационные правила

«Предоставление метеорологической информации

для обеспечения полетов воздушных судов» [Элек-

тронный ресурс]: утверждены приказом Мин-

транса РФ:2014 г.от 03.03.2014 № 60. // Спра-

вочно-правовая система «Консультант Плюс». – Ре-

жим доступа: локальный


УДК 624.05

Тилинин Ю.И.

кандидат технических наук

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет

Ворона-Сливинская Л.Г.

доктор экономических наук, профессор


DOI: 10.24411/2520-6990-2019-10712

АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ

КРУПНОМАСШТАБНОГО ЖИЛИЩНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

Tilinin Y.I.

candidate of Technical Sciences,

Saint Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering

Vorona-Slivinskaya L.G.

Ph.D. in economics, Professor


ARCHITECTURAL AND CONSTRUCTION SYSTEMS AND TECHNOLOGIES FOR LARGE-SCALE

HOUSING CONSTRUCTION

Аннотация

Современные архитектурно-строительные системы и технологии, применяемые в жилищном стро-

ительстве, имеют преимущества и недостатки с точки зрения крупномасштабного строительства на

новых территориях. В связи с этим актуально определение области наиболее эффективного применения

архитектурно-строительных систем с учетом преимуществ и недостатков в конкретных условиях

строительства. В статье определена рациональная область применения архитектурно-строительных

систем, созданных на основе сочетания преимуществ сборной и монолитной технологий.

Abstract

Modern architectural and construction systems and technologies used in housing construction have ad-

vantages and disadvantages in terms of large-scale construction in new territories. In this regard, it is important

to determine the most effective application of architectural and construction systems, taking into account the ad-

vantages and disadvantages in specific construction conditions. The article defines the rational scope of architec-

tural and construction systems created on the basis of a combination of advantages of prefabricated and mono-

lithic technologies.

Ключевые слова: архитектурно-строительная система, технология, условия строительства, пре-

имущества, недостатки, экспертная оценка, область применения.

Keywords: architectural and construction system, technology, construction conditions, advantages, disad-

vantages, expert evaluation, scope.

Правильность выбора из многообразия архи-

тектурно-строительных систем и технологий раци-

онального решения для осуществления крупномас-

штабного строительства на новых территориях вли-

яет не только на экономический, но и на

социальный результат в области жилищного строи-

тельства. Поэтому требуется поиск рациональной

области применения архитектурно-строительных

систем и технологий с учетом предполагаемого ме-

ста строительства и характерных технологических

и потребительских особенностей возводимых зда-

ний [2].

Многообразие типовых проектов и технологий

возведения зданий в современном жилищном стро-

ительстве Санкт-Петербурга обусловлено сложив-

шейся производственной базой строительного ком-

плекса, а также поступлением на строительный ры-

нок импортного производственного оборудования

[10; 7].

Область применения технологий кирпичного,

панельного, монолитного и сборно-монолитного

домостроения в современных условиях городского

строительства имеет свои предпосылки, связанные

в первую очередь с местом строительства, характе-

ризуемым сложившейся застройкой, наличием ин-

женерного обеспечения, геологическими услови-

ями и производственными мощностями строитель-

ного комплекса [3; 7].

Одним из перспективных направлений разви-

тия технологии жилищного строительства является

сочетание сборных конструкций с монолитными

участками. Одной из таких технологий является

сборно-монолитная строительная система КУБ,

представляющая собой сочетание сборных железо-

бетонных колонн размером сечения 400 х 400 мм,

плит перекрытия толщиной 160 мм и монолитных

участков, соединяющих в целостную конструкцию

сборные элементы здания.

Такая строительная технология возведения

каркаса из унифицированных колонн и плит без

устройства балок образует сборно-монолитный

каркас без ригелей [4]. До 1970 года в ЦНИИЭП

жилища были разработаны конструкции безбалоч-

ного перекрытия, не имеющего капители [4]. В

https://doi.org/10.24411/2520-6990-2019-10712

https://doi.org/10.24411/2520-6990-2019-10712

https://elibrary.ru/org_items.asp?orgsid=1137

https://elibrary.ru/org_items.asp?orgsid=1137


дальнейшем были разработаны модифицированные

варианты систем сборно-монолитного безригель-

ного каркаса КУБ 2,5, КУБ-3V.

Особенностью строительства таких типов зда-

ний является применение сборного безригельного

каркаса, состоящего из следующих элементов:

- Составных сборных железобетонных ко-

лонн 400х400 мм длиной до 15 м (в местах примы-

кания перекрытия к колонне в колонне отсутствует

бетон);

- Железобетонной плиты перекрытия 3,0 х

3,0 м, толщиной 160 мм;

- Железобетонных связей сечением

200х250 мм, обеспечивающих пространственную

жесткость и устойчивость каркаса;

- Диафрагм жесткости толщиной 160 мм.

[5].

Наружные стены в таком здании могут быть в

виде панелей или кладки из мелких блоков и кир-

пича. Узел соединения сборных железобетонных

колонн выполняется на уровне перекрытия. Для

совпадения осей колонн предусмотрен стальной

стержень, выступающий из торцовой грани в ниж-

ней части монтируемой колонны, который вставля-

ется при монтаже в патрубок [6], расположенный в

верхней торцовой грани, колоны нижележащего

этажа (рис.1). Кроме того выполняется электро-

сварное соединение выпусков продольной арма-

туры, соединяемых колонн.

Решение узла в системе «КУБ 2.5» приведено

на Рис.1. [5].

Узел состоит из верхней и нижней частей ко-

лонн, В завершении монтажа узел замоноличива-

ется бетоном класса В25 - 10.

Рис.1. Монтажный узел сборных колонн и плиты перекрытия архитектурно-строительной

системы «КУБ–2,5»:

1– нижняя часть верхней колонны; 2–верхняя часть нижней колонны;

3 – междуэтажная надколонная панель перекрытия; 4 – бетонируемое соединительное отверстие в

плите перекрытия;5– обрамление из уголков; 6–фиксирующий стержень, выступающий из нижней

грани верхней колонны; 7 – патрубок, расположенный в оголовке нижней колонны;

8 – соединительные накладки; 9 – монтажные выпуски продольной арматуры колонны.

Кроме того, выполняется электросварное со-

единение выпусков продольной арматуры, соеди-

няемых колонн. Технологическая последователь-

ность работ:

- Установка колонн в стаканы фундамента

и бетонирование стыков;

- Монтаж надколонных панелей перекры-

тия с выполнением сварочных работ соединения

арматурных выпусков;

- Монтаж межколонных и средних панелей

перекрытия;

- Бетонирование стыков плит с колоннами.

Бетонирование предлагается с применением

термовиброобработки бетонной смеси [6]. «Суть

термовиброобработки бетонных смесей (ТВОБС)

заключается в том, что перед укладкой в опалубку,

в данном случае в стык, бетонную смесь обрабаты-

вают в специальной установке комплексом воздей-

ствий, включающим разогрев электрическим то-

ком, виброактивацию, воздействие пара и избыточ-

ного давления. Активированная таким образом

смесь позволяет обеспечить ускоренный набор

прочности бетона: 40–45% через 8 часов и 70–100%

через сутки при скорости остывания 1–2оС/ч. При

этом удельный расход электроэнергии составляет

≈50 КВт·ч/м3, исключаются безвозвратная потеря

греющих проводов и трудозатрат на их установку»

[4]. В результате сравнивая удельных затрат труда

по технологиям сборного, монолитного и сборно-

монолитного домостроения авторами получены по-

казатели соответственно 0,09; 0,26; 0,11 чел.-день.

/м2.

Толщина перекрытий и расход стали сборно-

монолитных строительных технологий показаны в

Таб.1.


Таблица 1.

Толщина перекрытий и расход стали сборно-монолитных строительных технологий

Монолитное домостроение комбинируется с

технологиями стена в грунте и буронабивными сва-

ями, что позволяет возводить здания на намывных

грунтах. [1; 8].

Основным нормативным документам, регла-

ментирующими проектные решения сборно-моно-

литного каркаса, являются:

СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетон-

ные конструкции. Основные положения»;

Пособие к СНиП 2.03.01-84 «Проектирование

железобетонных сборно-монолитных конструк-

ций» [9].

Существенно влияет на потребительские свой-

ства жилых домов конструкция наружных стен.

Результаты экспертной оценки строительных

технологий возведения жилых зданий, применяе-

мых в Санкт-Петербурге, приводится в Табл. 2. [9;

10].

Таблица 2.

Результаты экспертной оценки технологии основных строительных систем жилых зданий, возво-

димых в Санкт-Петербурге

№

п/п

Десять критериев оценки технологии Значение критерия оценки по десятибалльной шкале

технологии строительных систем

кладка панель монолит КУБ

1 Фасадные архитектурные решения 10 3 6 6

2 Планировочные архитектурные ре-

шения

7 3 9 10

3 Звукоизоляция (минимальная 1 балл) 9 3 5 4

4 Этажность (минимальная 1 балл) 7 8 10 9

5 Прочность и сейсмостойкость (мини-

мальная 1 балл)

4 7 10 8

8 Долговечность (минимальная 1 балл) 10 7 10 8

6 Капиталоемкость (минимальная 10

баллов)

5 4 8 5

7 Себестоимость (минимальная 10 бал-

лов)

5 10 7 9

9 Трудоемкость (максимальная 1 балл) 4 9 7 8

10 Массовость (минимальная 1 балл) 4 10 8 9

Итого технология строительной системы

(максимальное значение 100 баллов)

65 64 80 76


Основываясь на результатах экспертной

оценки технологий жилищного строительства, рас-

смотренных строительных систем, авторы пришли

к следующему выводу:

Сборно-Монолитная технология в сочетании с

кладочной технологией наружных стен является

наиболее рациональной при строительстве зданий в

среде существующей городской застройки в жилых

районах второй половины 19 века и особенно при-

менима для строительства жилых массивов улуч-

шенных потребительских качеств на новых терри-

ториях.


1. Гайдо А.Н. Пути совершенствования тех-

нологических решений устройства свайных фунда-

ментов жилых зданий в условиях городской за-

стройки // Жилищное строительство. 2015. № 9.

С.12-15.

2. Ворона-Сливинская Л.Г. Стратегическое

планирование развития промышленного производ-

ства: особенности осуществления в условиях неста-

бильных макро-, микросред / Л.Г. Ворона-Сливин-

ская Л.Г; Санкт-Петербургский гос. ун-т эконо-

мики и финансов. Санкт-Петербург, 2007.

(Препринт).

3. Дьячкова О.Н., Юдина А.Ф. Анализ вари-

антов проектно-строительных решений жилых

многоэтажных зданий (на примере Санкт-Петер-

бурга). // Вестник гражданских инженеров. 2010.

№ 2 (23). С. 115-122.

4. Животов Д.А., Юдина А.Ф., Тилинин

Ю.И., Совершенствование технологии усиления

бетонных колонн при реконструкции каркасных

зданий // Вестник гражданских инженеров. 2019.

№ 2 (73). С. 104-111.

5. Колчеданцев Л.М., Зубов Н.А., Рощуп-

кин Н.П., Колчеданцев А.Л. Конструктивно-техно-

логические решения сборно-монолитного здания

экономического класса // Строительные материалы

– 2011 - №3. C. 37-39.

6. Макаридзе Г. Д., Ворона-Сливинская

Л.Г. Применение современных строительных мате-

риалов - опилкобетон: функциональные свойства и

технология производства. Инновации и инвести-

ции. 2019. № 10.

7. Современная модель эффективного биз-

неса. Бачинский Г.П., Белова Е.О., Бенюмова Д.М.,

Волков С.К., Ворона-Сливинская Л.Г., Горбачев

Н.И., Жуйков Е.Н., Забиров И.У., Исаева Е.В., Ко-

валев А.И., Логинов М.П., Малицкая В.Б., Яко-

венко А.М., Яковенко Т.П., Чернов С.С. Новоси-

бирск, 2009. Том Книга 4. С. 310.

8. Тилинин Ю.И., Ворона-Сливинская Л.Г.

Укрепление грунта прибрежных намывных терри-

торий. В сборнике: Неделя науки СПбПУ Матери-

алы научной конференции с международным уча-

стием. Инженерно-строительный институт. 2018.

С. 290-293.

9. Vorona-Slivinskaya L. Development of na-

tional standards related to the integrated safety and se-

curity of high-rise building /Voskresenskaya E. // E3S

Web of Conferences 33, 03052 (2018).

https://doi.org/10.1051/e3sconf/20183303052.

10. Юдина А.Ф., Тилинин Ю.И., Евтюков

С.А. Развитие технологий жилищного строитель-

ства в Cанкт-Петербурге // Вестник гражданских

инженеров. 2019. № 1 (72). С. 110-119.

УДК 692.43

Латута Валерий Валерьевич

канд. тех. наук.


Ефимов Юрий Михайлович

Магистрант


DOI: 10.24411/2520-6990-2019-10711

ПЛОСКАЯ КРОВЛЯ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ КРОВЛИ

И ИХ УСТРОЙСТВО

Latuta Valery Valerievich

Candidate of Technical Sciences,

St. Petersburg state University University of architecture and civil engineering

Yefimov Yuri Mikhailovich

Undergraduate, St. Petersburg state University University of architecture and civil engineering

FLAT ROOF OF RESIDENTIAL BUILDINGS TECHNICAL SOLUTIONS OF ROOF STRUCTURES

AND THEIR ARRANGEMENT

Аннотация

В статье проводится анализ технических решений конструкций кровельного покрытия при устрой-

стве плоских кровель многоэтажных жилых зданий, в том числе рассматриваются вопросы о преимуще-

ствах использования тех или иных кровельных материалов, а также о перспективах их развития.

Abstract

The article analyzes the technical solutions of roofing structures in the device of flat roofs of multi-storey

residential buildings, including the issues of the advantages of using certain roofing materials, as well as the

prospects for their development.
























https://elibrary.ru/author_items.asp?refid=603325479&fam=Vorona%2DSlivinskaya&init=L

https://doi.org/10.1051/e3sconf/20183303052






https://doi.org/10.24411/2520-6990-2019-10711

https://doi.org/10.24411/2520-6990-2019-10711


Ключевые слова: здание, конструктивно-технологический, кровля, эксплуатируемый, неэксплуати-

руемый, кровельные работы.

Keywords: building, structural and technological, roof, exploited, non-exploited, roofing.

Общепринято, что здание имеет четыре фа-

сада, однако именно крышу именуют «пятым фаса-

дом» здания. Характеристики кровельного покры-

тия крыши имеют первостепенное значение. При

выполнении анализа большого многообразия кро-

вельных материалов, при выборе конкретного ма-

териала, а особенно, если этот выбор предстоит

сделать впервые, сложно учесть все важные ню-

ансы и отсеять вторичные факторы [7].

Кровля – это верхний элемент покрытия зда-

ния, защищающий от проникновения атмосферных

осадков, механических и других воздействий.

Кровля – это один из главных элементов здания, от

её исправной работы зависит срок службы и со-

хранность всего сооружения, включая внутреннюю

отделку и оборудование. Главная задача кровли –

защита здания сверху от атмосферных осадков.

Кровля 21-го века – это сложная система, которая

состоит из слоев, укладываемых в определенной

последовательности: слой пароизоляции, утепли-

тель, гидроизоляция, защита от ветровых нагрузок,

кровельного покрытия и др. Правильно подобран-

ный состав кровли гарантирует вентиляцию под-

кровельного пространства и надежную защиту от

тепловых потерь и образования конденсата.

Необходимо знать, что даже небольшие де-

фекты в конструкции кровли, возникающие в про-

цессе ее монтажа или эксплуатации, приводят к

большим денежным затратам на переустройство

или ремонт кровельного покрытия; на данные ра-

боты каждый год тратиться около 15%-20%

средств, выделяемых на содержание жилищного

фонда [7].

Монтажом кровельного покрытия должны за-

ниматься специалисты требуемой квалификации,

так как каждый элемент этого сложного комплекс-

ного процесса имеет конструктивные и организаци-

онно-технологические особенности. Нарушения

технологии устройства хотя бы одного из элемен-

тов «многослойного пирога» может свести к нулю

работу всей конструкции в целом [1].

В последнее время при проектировании зданий

непроизводственного назначения стали чаще ис-

пользовать плоские кровли, количество конструк-

тивно-технологических вариаций которых, стреми-

тельно развивается с появлением новых кровель-

ных материалов.

Одним из основных отличий плоских кровель

от скатных является то, что при монтаже плоских

используются рулонные материалы, нежели оди-

ночные элементы (например, черепица) или листо-

вые (например, шифер), применяемые при устрой-

стве скатных крыш. Кровельный ковер, получае-

мый при использовании мастичных, битумных,

полимерных, битумно-полимерных и др. материа-

лов, должен быть эластичным, чтобы противосто-

ять температурным, механическим и другим воз-

действиям. Основанием для конструкции кровли в

основном являются монолитные или сборные желе-

зобетонные плиты покрытия или цементно-песча-

ные стяжки [4].

Совершенствование кровельных материалов,

внедрение новых технологий позволяет макси-

мально учитывать природно-климатические усло-

вия Санкт-Петербурга [5]. Но при всей надежности

качества кровельных материалов не удастся полу-

чить качественную крышу, если при проектирова-

нии конструкции не будут правильно подобраны

элементы «пирога» согласно рекомендациями их

производителя или в процессе строительства не бу-

дут обеспечены мероприятия по соблюдению тех-

нологии монтажа кровли. Лишь при выполнении

этих условий получится качественная долговечная

крыша.

Авторы рассматривают технические решения

конструкции кровельного покрытия при устройстве

плоских кровель многоэтажных жилых зданий. Со-

гласно архитектурным, экономическим и другим

критериям, устройство плоской кровли для жилых

многоэтажных домов более целесообразно, по срав-

нению с монтажом скатной крыши [3]. Среди всех

достоинств, плоской кровли необходимо выделить

самое главное – увеличение полезной площади объ-

екта. Так же можно выделить следующие:

– Легкость и скорость монтажа, так как полно-

стью отпадает нужда в использовании пиломатери-

алов. Кровельный пирог укладывается прямо на бе-

тонную плиту или стяжку. Исключаются работы на

наклонных поверхностях, вследствие чего боль-

шинство работ выполняются без использования

страховки;

– Эстетичный внешний вид - плоская кровля

придает современный и оригинальный образ

нашему объекту;

– Экономия денежных средств – плоская

кровля требует меньшее количество затрат на мате-

риалы. Так же упрощается задача проектирования

крыши, т.е. затрат на это требуется меньше.

– Увеличение полезной площади сооружения

дает возможность кровле задать дополнительные

функции – обустроить сад, террасу, площадку для

спортивных игр.

- Использовать площадь перекрытий подзем-

ных паркингов и парковок [6].

К главным недостаткам плоских кровель отно-

сится возможность скопления на поверхности ат-

мосферных осадков, в результате чего увеличива-

ется нагрузка на кровлю, а также появляется воз-

можность протекания. Данная проблема

устраняется за счет водоприемных воронок или же-

лобов, установленных либо по периметру здания –

наружный водосток, либо внутри площади плоской

крыши – внутренний водосток. Система водопри-

емных воронок или лотков герметично соединён-

ная с водоизолирующим настилом, позволяет обес-

печить беспрепятственное удаление атмосферных

осадков с кровли в ливневую канализацию.


Выбор того или иного конструктивно-техноло-

гического решения по устройству кровельного по-

крытия главным образом зависит от назначения

кровли. Неэксплуатируемые традиционные кровли

представляют собой конструкцию, состоящую из

основания, например, из железобетонной плиты по-

крытия, пароизоляционного слоя, слоя утеплителя

и гидроизоляционного слоя. Данная конструкция

более дешевая и простая в монтаже, поскольку нет

необходимости в устройстве жесткого прочного

каркаса. Данная конструкция не предназначена для

восприятия каких-либо механических воздействий

на нее – верхний гидроизоляционный слой подвер-

жен повреждениям при внешних динамических

воздействиях, например, в зимний период времени

при скоплении снега. Так что при необходимости

выполнения каких-либо технически-эксплуатаци-

онных работ требуется использование специальных

трапов или переходных мостиков для равномер-

ного распределения нагрузки на кровлю [8].

В качестве основания, где чаще всего высту-

пает железобетонная плита покрытия. Далее сле-

дует слой пароизоляции, который выполняется из

битумных материалов и не дает влаге из помеще-

ний проникнуть до утепляющего слоя кровельной

системы. В качестве утеплителя на рынке кровель-

ных материалов представлен широкий выбор: экс-

трудированный полистирол, минеральная вата, пе-

ностекло и многие другие.

Слой гидроизоляции выполняют из рулонных

материалов на битумном основании [2]. Гидроизо-

ляцию можно укладывать в любой сезон, она устой-

чива к широкому диапазону температур, но перед

монтажом необходимо просушить основание кон-

струкции, чтобы вода не скапливалась внутри пи-

рога. Кроме случаев использования ПВХ-мембран,

где вода через поры мембраны испаряется, и про-

сушка не требуется.

Эксплуатируемая инверсионная кровля имеет

лишь некоторые отличия от традиционной неэкс-

плуатируемой, таких как, наличие прочного жест-

кого перекрытия или любого другого каркаса, кото-

рые способны воспринимать большие механиче-

ские нагрузки, а также расположение слоя

утеплителя относительно гидроизоляции [9]. Если

в случае традиционной кровли гидроизоляция

укладывалась на утеплитель, то в инверсионной все

наоборот – гидроизоляция располагается под проч-

ным утеплителем (не мягким), тем самым обеспе-

чивая защиту гидроизолирующего слоя от механи-

ческих воздействия. Такая кровля более дорогая и

имеет более высокие требования при монтаже, од-

нако дает большой выигрыш в полезной площади

объекта.

При устройстве данного типа кровли повы-

шенное внимание уделяется утеплителю, он дол-

жен в обязательном порядке удовлетворять следу-

ющим требованиям: НЕ впитывать влагу, НЕ раз-

бухать, НЕ гнить, НЕ давать усадку, быть прочным

и долговечным. В качестве утеплителя принято ис-

пользовать высокопрочные базальтовые минераль-

ные плиты, гарантирующие длительный срок

службы и жесткость конструкции.

Так же ВАЖНО для данного типа кровли уста-

новить защитное ограждение по периметру – пара-

пет, высота которого зависит от того, в каких

именно целях используется площадь крыши. Вне

зависимости от типа плоской кровли, необходимо

обеспечить уклон в 1-3% для отвода атмосферных

осадков к водозаборным воронкам или желобам.

Существует несколько вариантов устройства про-

ектного уклона:

– Использование сыпучих материалов, таких

как щебень, керамзит. Материал дешевый, но при

устройстве этого типа материала процесс укладки

требует постоянного контроля, т.к. может скаты-

ваться, тем самым возможно изменение уклона и

направления оттока воды.

– Заливка бетона с сыпучими материалами или

полимерными наполнителями – метод повышает

требования к несущей способности основания.

Если на стадии проектирования не была учтена

разуклонка выполняемая бетоном, то дополнитель-

ный вес может разрушить перекрытие.

И в заключение, для того чтоб крыша удовле-

творяла всем требованиям современного строи-

тельства и прослужила длительный срок необхо-

димо помнить о нескольких основных правилах

[10]:

Правило №1: крыша - это верхняя ограждаю-

щая конструкция здания, которая, так же, как и дру-

гие элементы обладает несущей частью. Следова-

тельно, надо соблюдать главные ограничения

ограждающих и несущих элементов, учитывая мак-

роклимат. Преимущественно это термическое со-

противление и огнеустойчивость, прочностные ха-

рактеристики и исключение неравномерных дефор-

маций.

Правило №2: крыша – это объект, напрямую

связанный с водой, следовательно, необходимо

принимать во внимание все новые требования, свя-

занные с этим фактом. Помимо того, что кровля не

должна пропускать воду, так же категорически за-

прещено допускать застоя воды на крыше – необхо-

димо обеспечить беспрепятственное водоотведе-

ние посредством внутреннего или наружного водо-

стока.

Правило №3: крыша – это «пятый фасад» зда-

ния. Внешний вид нашей крыши играет важную

роль. Она должна не только отвечать требованиям,

быть удобной в эксплуатации и обслуживании, но

и придавать современный эстетичный образ объ-

екту. Существует еще множество параметров, та-

ких как шумоизоляция, морозостойкость, ремонто-

пригодность и многие другие. На основании требо-

ваний заказчика формируется классификация

параметров с разделением на первичные и вторич-

ные, руководствуясь которой делается выбор той

или иной конструкции крыши.

Перечисленными правилами описывается

назначение крыши, а именно защита здания и внут-

ренних помещений от воздействий окружающей

среды, но также и от воздействий изнутри помеще-

ния, которыми являются повышенная влажность,

температурный режим, а также самый главный фак-

тор – люди [8].


Необходимо так же учесть, что конструкция

крыши горизонтальная или наклонная, а кровель-

ная система – «пирог» толщиной не более 40 см,

следовательно, воздействие от разницы наружной и

внутренней температуры, а также влажности на та-

кую конструкцию значительно выше, чем на стены

здания. Поэтому в нормативно-технической лите-

ратуре регламентируются более жесткие требова-

ния по устройству кровельных покрытий, чем для

фасадов.

Так же, исходя из того, что в конструкции кро-

вельной системы используются максимально об-

легченные материалы для снижения собственного

веса конструкции, факторы, которые требуют вни-

мания – это технологичность монтажа конструк-

ции, а также теплоизоляция конструкции:

– технология сборки несущих элементов

должна быть тщательно продумана, должны быть

предоставлены чертежи отдельно взятых конструк-

ций, например, узлов примыканий к стенам или к

воронкам внутреннего водостока;

– необходимы отдельно прописанные проце-

дуры точной сборки несущих элементов и кон-

струкций кровли;

– необходимо обеспечить единое утепление

крыши, а именно утепляющий слой должен быть

постоянным для всей площади крыши. Его распо-

ложение может быть хоть по верху, хоть по низу

пирога, но единообразным [8].

Кровельный материал – последний защитный

слой, который как раз воспринимает на себя воздей-

ствия излучения солнца и ветровой нагрузки и др.

Дынные элементы обладают высочайшим каче-

ством и влияют в основном на эстетический вид

крыши и на ее долговечность, которая может дости-

гать нескольких десятков лет. Так что принято

утверждать, что выбор покрытия крыши – это за-

дача архитекторов проекта. С технической позиции

для определения верного подбора материала глав-

ное то, чтобы он применялся в соответствии с ука-

заниями его изготовителя.

Гидротехнические характеристики крыши.

Например, на один квадратный метр крыши при

обильных осадках выпадает около пяти литров

воды в течение минуты (а может даже и больше). А

при размере жилого объекта 50м x 10м означает,

что за одну минуту с поверхности кровли необхо-

димо удалить 2,5 тонны воды. В связи с этим необ-

ходимый уклон, количество водостоков, размеры

водостоков, исключение водоворотов и застоя воды

и др. факторы являются важнейшими параметрами

при проектировании крыши здания [6].

Таким образом, проведен обзор и сравнитель-

ный анализ нескольких вариантов устройства кро-

вельного покрытия жилых многоэтажных зданий,

выявлены преимущества и недостатки применения

того или иного типа кровли, рассмотрены кон-

структивно-технологические вопросы по устрой-

ству конкретных элементов «кровельного пирога»

и представлены их оптимальные решения, описаны

различные кровельные материалы и область их

применения, намечены вопросы к дальнейшему ис-

следованию для формирования окончательной си-

стемы параметров оценки организационно-техно-

логических решений устройства кровельных по-

крытий жилых многоэтажных зданий.


1. Технический регламент о безопасности

зданий и сооружений. ФЗ от 30 декабря 2009 года

№ 384-ФЗ. [Электронный источник]: с изменени-

ями на 2 июля 2013 года // Электронный фонд пра-

вовой и нормативно-технической документации

«Техэксперт», 2012 – URL:

http://docs.cntd.ru/document/902192610 (дата обра-

щения 18.03.2016).

2. Верстов В.В., Белов Г.А., Латута В.В.

Вибрационная технология устройства гидроизоли-

рованной стены в грунте для малоэтажных зданий.

Жилищное строительство. 2008. № 6. С. 2-5.

3. Ворона-Сливинская Л.Г. Стратегическое

планирование развития промышленного производ-

ства: особенности осуществления в условиях неста-

бильных макро-, микросред / Л.Г. Ворона-Сливин-

ская Л.Г; Санкт-Петербургский гос. ун-т эконо-

мики и финансов. Санкт-Петербург, 2007.

(Препринт).

4. Демидов Н. В. Основы кровельного ма-

стерства / Н. В. Демидов – Ростов-на-Дону: Изда-

тельство Феникс, 2000. С. 192.

5. Макаридзе Г. Д., Ворона-Сливинская

Л.Г. Применение современных строительных мате-

риалов - опилкобетон: функциональные свойства и

технология производства. Инновации и инвести-

ции. 2019. № 10.

6. Сбитнев Е. Н. Кровельные работы / Е. Н.

Сбитнев – Москва: Издательство Вече, 2005. С. 400.

7. Современная модель эффективного биз-

неса. Бачинский Г.П., Белова Е.О., Бенюмова Д.М.,

Волков С.К., Ворона-Сливинская Л.Г., Горбачев

Н.И., Жуйков Е.Н., Забиров И.У., Исаева Е.В., Ко-

валев А.И., Логинов М.П., Малицкая В.Б., Яко-

венко А.М., Яковенко Т.П., Чернов С.С. Новоси-

бирск, 2009. Том Книга 4. С. 310.

8. Попов К.Н. Строительные материалы и

изделия / К. Н. Попов, М. Б. Каддо – М.: Высшая

школа, 2001. С. 367.

9. Попченко С. Н. Гидроизоляция сооруже-

ний и зданий / С. Н. Попченко – Л: Стройиздат, Ле-

нингр. отделение, 1981. С. 304.

10. Протвинеев И.В. Гидроизоляционные,

кровельные и герметизирующие материалы / И. В.

Протвинеев – М.: Высшая школа, 1963. С. 132.

http://docs.cntd.ru/document/902192610















УДК: 624.138

Тилинин Ю.И.

канд. техн. наук

Иванов А.А., Кушков П.А.


DOI: 10.24411/2520-6990-2019-10713

СОЗДАНИЕ НА АКВАТОРИИ ФИНСКОГО ЗАЛИВА ИСКУССТВЕННОЙ ТЕРРИТОРИИ ДЛЯ

РЕКРЕАЦИИ

Tilinin Y.I.

Cand. tech. science

Ivanov А.А., Kushkov P.А.


CREATION OF AN ARTIFICIAL TERRITORY FOR RECREATION IN THE GULF OF FINLAND

Аннотация

В статье был произведен визуальный анализ абразии побережья Финского залива в Сестрорецке.

Обозначены основные цели и задачи системного исследования в области организационного-технлогиче-

ского проектирования комплексного процесса инженерной подготовки искусственной прибрежной тер-

ритории Финского залива. Предоставлены идеи по развитию рекреации при помощи создания искусствен-

ной территории.

Abstract A visual study of the abrasion of the coast of the Gulf of Finland in Sestroretsk, Leningrad Oblast was carried

out, and the development of recreation was proposed by creating an artificial area. The goal and objectives of

system research in the field of organizational and technological design of an integrated process of engineering

preparation of the artificial coastal territory of the Gulf of Finland are determined.

Ключевые слова: исследование, инженерная подготовка территории, побережье, абразия, искус-

ственная территория, рекреация, дренаж

Keywords: research, engineering preparation of the territory, coast, abrasion, artificial territory, recreation,

drainage.

Расположенный на береговой линии Финского

залива г. Сестрорецк является местом отдыха не

только для местного населения, жителей Санкт-Пе-

тербурга и Ленинградской области, но и для приез-

жающих туристов.

Согласно современным стандартам, организа-

ция рекреационной прибрежной территории преду-

сматривает наличие пешеходных набережных, пля-

жей, причалов для малых судов общественного и

частного назначения. Вся территория, состоящая из

современной береговой зоны, погруженных и при-

поднятых береговых форм, называется побере-

жьем. Визуальное исследование побережья Фин-

ского залива проведено согласно маршруту (рис. 1),

который берет начало от станции электропоезда

Сестрорецк, далее через парк Дубки, вдоль берего-

вой линии до станции Курорт.

Рис.1. Точки маршрута исследования побережья Финского залива

в г. Сестрорецк Ленинградской области

Побережье является одним из самых мобиль-

ных участков суши. В процессе изменения рельефа

главная роль отводится разным видам движения

воды: ветровому волнению, волновым течениям и

приливам-отливам. Огромное значение также ока-

зывает крутизна берега, глубина моря и состав

грунта. Происходит образование береговых валов и

дюн на песчаном побережье. Стадии отступления

можно наблюдать на рис. 2 и 3.

https://doi.org/10.24411/2520-6990-2019-10713

https://doi.org/10.24411/2520-6990-2019-10713


Рис. 2. Схематический план морского берега, стадии отступления под воздействием

ветровой волны [1с.316]

Рис. 3. Абразия берега:

К — клиф; АТ — абразионная терраса (бенч);

ПАТ — подводная аккумулятивная терраса; УВ — уровень воды

На каждой из пяти намеченных точек марш-

рута с целю исследования прибрежной территории

произведена визуальная характеристика грунтов,

разрушения и абразии берега.

В первой точке маршрута грунт галечно-гра-

вийный с валунами. Здесь можно наблюдать раз-

мыв побережья волнами. Часть разрушенного бе-

рега выносится в виде гальки, гравия и песка на аб-

разионную террасу и оседает на ней в виде берего-

вых аккумуляторных форм (рис. 4) [1]. Другая же

часть выносится в залив, образуя прислоненную аб-

разионную террасу.

Рис. 4. Валунно-галечные террасы побережья

Основное разрушение берега происходит в ре-

зультате волновой деятельности и давления льда.

При сильном ветре волны на Финском заливе могут

достигать до 4 м в высоту. У лодочной станции,

изображенной на плане следующей точкой, берег

становится аккумулятивным, более пологим, сло-

женным камнем и крупным песком.

Около четвертой точки можно наблюдать сла-

бый ветер до 1 км от берега. Высота дюн остается

постоянной. Не сильный прибой, волна гасится за

100 метров от берега, и близкие к однородности


дюны с размером частиц в диапазоне от 0,1 до 0,25

мм. Мелкопесчаный пляж представляет собой за-

щитный слой от разрушительной работы моря. На

побережье за счет ветра создаются песчаные

холмы-дюны, направленные перпендикулярно гла-

венствующим ветрам. Дюны имеют более крутой

склон 20 – 25˚ с подветренной стороны и склон 10

– 12˚ с наветренной. Схему расположения дюн

можно видеть на рис. 5.

Рис. 5. Схема расположения сестрорецких дюн

Дюны в плане принимают форму открытой к

морю подковы. Расположение дюн связано с отста-

ванием в скорости движения низких, боковых ча-

стей дюны от более высокой середины. Дюны сла-

гаются обычно тонкозернистыми песками с харак-

терной косой слоистостью. На дюнах можно

наблюдать растительность – кустарник-краснотал и

овсяницу песчаную [2].

В конце пляжа у лесополосы оборудованы спе-

циальные бетонные ограждения, создающие пре-

граду для переноса песка по линии пляжа вглубь

побережья.

Опираясь на данные исследования побережья

Финского залива в окрестности г. Сестрорецк,

можно сделать вывод о том, что традиционная за-

стройка жилыми зданиями не рациональна, так как

территория имеет рекреационную ценность как для

местного населения, так и для жителей Санкт-Пе-

тербурга. Развитие инфраструктуры рекреацион-

ной зоны с целью повышения привлекательности

территории для россиян и европейцев.

Первоначально для организации прибрежной

территории Финского залива в Сестрорецке необ-

ходимо реконструировать парк Дубки, выполнив

освещение электрическими фонарями пешеходной

и велосипедной дорожной сети, обеспечение мест

отдыха в виде скамеек и кафе. Перед началом работ

по благоустройству территории парка необходимо

выполнение мелиорации для снижения заболочен-

ности.

В сторону залива нужно прирастить террито-

рию, на которой будет возведена пешеходная набе-

режная с выделенными полосам для легких автомо-

билей. Между набережной и парком следует разме-

стить рестораны, гостиницы, киноконцертный зал,

выставочные галереи, спортивные площадки для

отдыхающих, зимний аквапарк. Для зимнего пери-

ода отдыха необходимо предусмотреть в парке

лыжные маршруты. Создать причальный фронт для

прогулочных легких морских судов. Выделить зону

для проведения тренировок и соревнований на ях-

тах, а также зону для любителей подводного мира,

аквалангистов. Создать песчаный пляж вдоль набе-

режной. Пляж защитит берега и будет в летнее

время служить местом для купания и принятия сол-

нечного загара.

Успешная реализация подобных проектов осу-

ществима при выполнении инженерной подготовки

искусственной территории с учетом намыва, уплот-

нения, дренажа и укрепления берегов с одновре-

менным строительством набережной [3,4]. В связи

с чем, актуально проведение в дальнейшем иссле-

дования технологического опыт создания искус-

ственных территорий на побережье Финского за-

лива Васильевского острова и разработка с учетом

отечественного и зарубежного опыта предложений

в области технологии и организации строительных

работ при инженерной подготовке территории. Ин-

тересен технологический опыт работ по образова-

нию искусственных территорий морского порта ме-

тодом гидротехнического намыва. Метод гидротех-

нического намыва получил широкое

распространение благодаря своей простоте и деше-

визне по сравнению с укладкой в насыпь сухих ка-

рьерных песков [5]. Гидромеханизация является од-

ним из наиболее прогрессивных и эффективных

способов производства земляных работ по созда-

нию искусственных оснований не только при стро-

ительстве морских портов, но и в гражданском

строительстве. Эффективность этого метода зало-

жена в технологическом комплексном процессе,


объединяющем разработку, транспортирование и

укладку грунта.

Литература:

1. Тилинин Ю.И. Абразия берега и развитие

рекреационной прибрежной территории финского

залива в г. Сестрорецке Ленинградской обла-

сти/ Тилинин Ю.И, Козлов, О.В. Рулёва К.С.// Со-

временное строительство и архитектура. – 2018

– № 4(12) – С. 725-729. – Екатеринбург, 2018

2. Хазанович К. К. Геологические памятники

Ленинградской области: [очерк-путеводитель] /

К.К. Хазанович. – Л.: Лениздат, 1982. – 78 с.:

3. Тилинин Ю.И., Хорошенькая Е.В. Глубин-

ное укрепление обводненных песков при намыве

территории //Сборник научных трудов участников

межвузовской научно-практической конференции

(6 апреля 2018 г.) / Под редакцией кандидата техни-

ческих наук Галушко М.М. – СПб: ВИ(ИТ) ВА

МТО2018. – 299 с.

4. Anton Gajdo, Vladimir Verstov and Antonina

Judina Comparative Efficiency Investigation of Vari-

ous Types of Dynamic Influences on the Dipped Pile -

World Applied Sciences Journal 23 (6): 817-822, 2013

ISSN 1818-4952 © IDOSI Publications, 2013 DOI:

10.5829/idosi.wasj.2013.23.06.13109.

5.Юдина А. Ф. Технологические процессы в

строительстве / А. Ф. Юдина, В. В. Верстов, Г. М.

Бадьин. – М.: Издательский центр «Академия»,

2013. – 304 с.

УДК 004

Иванченко Ярослав Игоревич

Магистратура 2курс Информационные системы и технологии

Донской государственный технический университет

Романенко Марина Витальевна

кандидат технических наук


Чемоданова Валерия Сергеевна

Магистратура 2курс Информационные системы и технологии


БЕЗОПАСНОСТЬ И НЕОБХОДИМЫЕ ТРЕБОВАНИЯ ДЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ ИНЕТРНЕТ-

СЕРВИСА

Ivanchenko Yaroslav Igorevich

Magistracy of 2course Information systems and technologies, Don state technical University

Romanenko Marina Vitalievna

candidate of technical Sciences Don state technical University

Chemodanova Valeria Sergeevna

Magistracy of 2course Information systems and technologies, Don state technical University

SAFETY AND THE NECESSARY REQUIREMENTS TO ACCOMMODATE INTERNET SERVICE

Аннотация

Статья посвящена основным вопросам и основным проблемам с которыми может столкнуться раз-

работчик при размещении и разработке интеренет-сервиса. В данной статье рассматриваются необхо-

димые документы для размещения интернет-сайта, предоставляющего услуги и проводящая практиче-

ски любые денежные транзакции.

Abstarct

The article is devoted to the main issues and the main problems that a developer may face when hosting and

developing an Internet service. This article discusses the necessary documents for the placement of an Internet

site that provides services and conducts almost any monetary transactions.

Ключевые слова: безопасность интернет-сервиса, размещение интернет-сервиса.

Keyword: the security of the Internet service, the location of the Internet service.

Введение

Целью заявленной работы является рассмотре-

ние требований, обеспечивающих безопасность ин-

тернет-сервиса для строительных подрядных орга-

низаций. В современных условиях требования рас-

ширения бизнеса требует от бизнеса широкого

использования интернет ресурсов. Однако исполь-

зование возможностей интернета сопряжено с уве-

личением опасности, как для собственных данных

компании, так и для данных связанных с информа-

цией, предоставляемой клиентами. Представляет

интерес систематизировать организационные тре-

бования, предъявляемые для Web-сервиса строи-

тельной организации, осуществляющей взаимодей-

ствие с заказчиками работ через интернет.

Исследование безопасности интернет-сервиса

Все условия к безопасности интернет-сервиса

определены в соответствии с законом РФ «О персо-

нальных данных» и также указаны в постановления

от 1 ноября 2012 г. № 1119 «Об утверждении тре-

бований к защите персональных данных при их об-


работке в информационных системах персональ-

ных данных».

Постановление № 1119 отменило, ранее утвер-

жденное постановление правительства № 781,

определяющее техническую защиту персональных

и личных данных. Однако документы ФСТЭК Рос-

сии с требованиями по технической защите инфор-

мационных систем персональных данных и доку-

менты ФСБ России по организационным и техниче-

ским мерам обеспечения безопасности

персональных данных с использованием крипто-

графических средств разработаны на основании по-

становления № 781 и в настоящее время требуют

уточнения. Поэтому в настоящий момент проверки

соответствия поставщиков интернет-услуг осу-

ществляет Роскомнадзор, и основном требования

которого связаны с организационной составляю-

щей обеспечивающей выполнения данного законо-

дательства.

Можно сделать вывод, что внедрение Web-

сервиса требует прежде всего формирования пол-

ного комплекта различных организационно-распо-

рядительных и специализированных технических

документов на обеспечение защиты личных дан-

ных. Минимальный набор документов включает в

себя следующие документы:

закон об обеспечении безопасности лич-

ных данных;

положение об обработке ПДн;

регламент предоставления безопасности

ПДн;

регламент взаимодействия с субъектами

ПДн;

инструкция работника по правилам обра-

ботки ПДн;

перечень ПДн;

перечень подразделений и ответственных

лиц;

акт классификации ИСПДн.

В техническом плане обработки требований

ПДн для интернет-сервисов тесно связана с услови-

ями защиты информационной инфраструктуры и

использования проверенных и сертифицированных

пунктов и средств безопасности информации.

Защищенная и безопасная инфраструктура

включает в себя обеспечение следующих обяза-

тельных требований к компании, которая предо-

ставляет интернет-хостинг:

безопасность на физическом уровне и

необходимость контролировать доступ;

обязательная защита сети, по которой пе-

редаются данные;

защита сети, в которой хранятся все пере-

данные данные;

надежное и отказоустойчивое оборудова-

ние, расположенное на сервере;

защищенное программное обеспечение

продуктов визуального отображения информации;

защита все установленной операционной

системы.

Примером защищенного хостинга, удовлетво-

ряющего всем требованиям, перечисленным выше,

является компания CorpSoft24. Вся схема размеще-

ния типовой информационной системы и всей ло-

кальной информации, обеспечивающей защиту

личных данных представлена ниже на рисунке 1.

При этом нужно знать, что центр обработки данных

обязательно должен располагаться на территории

Российской федерации.

Рисунок 1 Типовая схема размещения ИСПДн.

Одним из обязательных документов является

пользовательское соглашение. Договор, заключаю-

щийся между посетителями интернет-ресурса и

владельцем сайта, в котором узакониваются все

взаимоотношения между участвующими сторо-

нами и устанавливаются основные правила исполь-

зования интернет-сервиса. Однако, данный доку-

мент не является обязательно необходимым, но его

наличие способствует улучшению качества взаимо-

действия пользователей и владельцем. Наличие та-

кого договора решает многие вопросы между кли-

ентами и владельцами.

Теперь рассмотрим политику конфиденциаль-

ности.

При передачи пользователем любых персо-

нальных данных, сразу же вступает в силу закон за


их ответственность на основании седьмой статьи

закона «О персональных данных», в котором опре-

делено понятие конфиденциальности.

Несмотря на то, что документы, которые обя-

зывают любые интернет-сервисы заключать с их

клиентами или посетителями договоры о конфи-

денциальности, переданной ими информации, не

существуют, но все равно, практически любой

крупный интернет-сервис просит предоставить раз-

решение хранить их персональные данные.

Также необходимо разместить оферту- обще-

ственное предложение заключения сделки некото-

рому кругу лиц. Если физическое или юридическое

лицо соглашается на предложение и подтверждает

это некоторым конкретным действием, то с юриди-

ческой точки они заключили некий договор, кото-

рый еще называется договор оферты.

С точки зрения законодательства предлагать

заключить публичную оферту в информационной

отрасли – не обязательно. Но сегодня уже невоз-

можно представить ни один интернет-сервис или

интернет-магазин, или любой другой сервис, совер-

шающий денежные переводы или принимающий

денежные средства, без заключения данного вида

договора.

Самое главное в данном виде документы – это

то, что он освобождает обе стороны от составления

бумажных договоров.

В законодательстве Российской Федерации

нет конкретного списка того, какие именно данные

относятся к персональным данным, но формули-

ровка закона дает точный ответ, что персональные

данные – это все данные, относящиеся к физиче-

скому лицу. Если использовать персональные дан-

ные без разрешения физического лица тоже самое

что разглашать персональные данные и наказыва-

ется законом по статье сто тридцать седьмой уго-

ловного кодекса Российской Федерации и может

привести к аресту сроком до четырех месяцев.

На сайте необходимо использовать куки-

файлы. Куки файл – это некие файлы, хранящейся

у нас на компьютере, которые позволяют упростить

работу с сайтом, в них содержатся все наши персо-

нальные настройки, вся информация, которую вво-

дит пользователь для дальнейшего автоматиче-

ского ввода. Пользователь может начать судебную

процессию за использование его данных без преду-

преждения. Поэтому самый разумный вариант – со-

общить пользователю об их существовании и ис-

пользовании. Как должно выглядеть выплывающие

окно, представлено ниже.

Рисунок 2 Окно предупреждения для cookie файлов.

Основные требования к интернет-сервису:

Общие требования к интернет-сервису практи-

чески любой организации.

- юридическое лицо или физическое лицо (или

индивидуальный предприниматель), на которое

было зарегистрировано доменное имя интернет-

сервиса необходимо, чтобы данный человек соот-

ветствовал юридическому лицу, который подал за-

явку на подключение, данные юридические лица

занесены в специальную базу данных;

- на основной страницу со списком всех услуг

или каталогов должны отсутствовать рекламные

баннеры или любых ссылок на другие ресурсы или

содержать любые другие объявления, которые не

соответствует основному содержанию интернет-

сервиса. Все внутренние ссылки на страницы,

должны работать быстро и корректно при выполне-

нии запросов к ним и ссылаться только на текущий

интернет-сервис.

- интернет-сервис организации не должен

находиться на бесплатных серверах, которые

предоставляют услуги хостинга. Домен всех стра-

ниц должен быть не выше второго уровня, также

все сервера должны находиться на территории Рос-

сийской Федерации, все внутренние страницы

должны относиться к одному домену.

- в интернет-сервисе, обязательно, должна

находиться справочная информация об организа-

ции. К данной информации относиться: номера

контактных телефонов, электронные адреса, по ко-

торым клиенты могут связать с технической под-

держкой и с администрацией организации, а также

необходимы физический и юридический адреса.

- в интернет-сервисе должно присутствовать

полное описание все оказываемых услуг или все ха-

рактеристики товаров, которые они продают.

Также необходимо указывать, есть ли товар в нали-

чии.

- в интернет-сервисе должно быть подробно

описаны возможности доставки товара, обяза-

тельно перечислены все возможные способы

оплаты. Также обязательно должны быть описаны

все возможности и условия возврата товара или его

обмена. При оформлении любого заказа или некой

услуги пользователю должны предложить и опове-

стить о всех платежных системах, с платежных карт

которых можно совершать транзакции.

- любые данные о банковской карте (фамилия

или имя владельца, номер карты или секретный

код) не должны запрашиваться на сайте организа-

ции, а должна быть переадресация на банк-партнер,

который и будет обрабатывать любые транзакции.


Требования к интерфейсу интернет-сервиса

организации:

1. В интернет-сервисе запрещается разме-

щать любую информацию графического или тек-

стового плана, которая содержит информацию о

наркотиках, алкоголе или сигаретах, содержит по-

литический или сексуальный подтекст. Также за-

прещено размещать ссылки на информацию, пере-

численную выше.

2. Для организации, которая имеет пункты

выдачи товаров необходимо разместить фрагмент

карты, где будет указано, как добраться к данной

организации.

3. В интернет-сервисе должны быть при-

креплены все документы, позволяющие совершать

сделки между клиентами и организацией.

4. В интернет-сервисе должны быть разме-

щены все документы и лицензии на продаваемую

продукцию или услуги, которые предоставляет сер-

вис.

5. Интернет-сервис должен поддерживать за-

щищённое HTTPS соединение с типом сертификата

не ниже SSL123 с действительным сроком дей-

ствия.

Заключение

В статье были рассмотрены основные юриди-

ческие момент функционирования интернет-серви-

сов, а также требования к обеспечению безопасно-

сти сайта при разработке и требования к интер-

фейсу интернет-сервиса. Придерживаясь и

соблюдая эти требования сайт будем максимально

удобным и защищенным.

Список используемых источников

1. О персональных данных [Текст]: Феде-

ральный закон от 27.07.2006 N 152-ФЗ (ред. от

31.12.2017) URL: http://www.consultant.ru (дата об-

ращения: 6.10.2019)

2. Постановление от 1 ноября 2012 г. N 1119

«Об утверждении требований к защите персональ-

ных данных при их обработке в информационных

системах персональных данных». URL:

http://www.consultant.ru (дата обращения:

6.10.2019)

3. Постановление от 17 ноября 2007 г. N 781

«Об утверждении положения об обеспечении без-

опасности персональных данных при их обработке

в информационных системах персональных дан-

ных». URL: http://www.consultant.ru (дата обраще-

ния: 6.10.2019)

4. CorpSoft24 [Электронный ресурс]. URL:

https://www.corpsoft24.ru/ (дата обращения:

6.10.2019)

UDC 539.3

Miroshnikov Vitaly Yuryevich

PhD, Associate Professor

Kharkiv National University of Construction and Architecture

Kharkov, Ukraine

DOI: 10.24411/2520-6990-2019-10710

DETERMINATION OF STRESS STATE FOR A LAYER WITH A LONGITUDINAL CYLINDRICAL

THICK-WALLED TUBE UNDER GIVEN MIXED CONDITIONS ON BOUNDARY SURFACES

A substantially spatial problem of elasticity theory for a layer with a longitudinal circular cylindrical tube

solved in it is solved. The layer and tube are rigidly fixed together. It is necessary to study the stress-strain state

of the elastic bodies of both the layer and tube.

On the lower boundary of the layer, displacements are given; on the upper boundary of the layer and the

inner surface of the tube, stresses; on the boundary of the layer and tube, conjugation conditions. The solution to

the spatial problem of the theory of elasticity is obtained using the generalized Fourier method in relation to the

system of Lamé's equations in the cylindrical coordinates associated with the tube, and the Cartesian coordinates

associated with the boundaries of the layer. By satisfying both the boundary and conjugation conditions, we obtain

infinite systems of linear algebraic equations that are solved by the truncation method. As a result, we obtain

displacements and stresses at different points of both the elastic layer and elastic tube.

A numerical analysis of the stress-strain state of the elastic body of the layer and tube is carried out. Graphs

of the normal stresses on the inner and outer surfaces of the tube are presented.

Keywords: thick-walled tube in the layer, Lame's equation, generalized Fourier method.

Introduction

When designing tunnels, underground facilities

and protective screens, there is a need to determine the

stress-strain state in such structures. To achieve this, it

is necessary to have a calculation method that matches

the calculation scheme and allows getting the result

with the required accuracy.

There are papers for the layer with a transverse cir-

cular cavity or inclusion [1 - 3]. However, the methods

used in them can not be applied to the layer with a lon-

gitudinal cavity or inclusion.

Papers [4-5] consider the stationary problems of

wave diffraction for the layer with a longitudinal cylin-

drical cavity or inclusion, with the problems based both

on the Fourier decomposition method and the image

method.

This paper uses an analytical-numerical approach,

and is based on the generalized Fourier method [6]. On

the basis of this method, also solved are the problems

http://www.consultant.ru/



https://www.corpsoft24.ru/

https://doi.org/10.24411/2520-6990-2019-10710

https://doi.org/10.24411/2520-6990-2019-10710


for a half-space with a cylindrical cavity or inclusion

[9-11], as well as the one for a cylinder with cylindrical

inclusions [12].

Formulation of the Problem

In an elastic homogeneous layer, parallel to its

boundaries, an infinite circular cylindrical thick-walled

tube with an external radius R1 and an interior one R2 is

located.

The tube will be considered in the cylindrical co-

ordinate system (ρ, φ, z), and the layer, in the Cartesian

coordinate system (x, y, z), which is equally oriented

and associated with the system of coordinates of the

tube. The upper boundary of the layer is located at the

distance y = h, the lower one, at the distance y= h~

.

It is necessary to find a solution to the Lamé equation

0211

jjj UdivU

where j is Poisson's coefficient for the layer (j =

1) or the tube (j = 2).

On the lower boundary of the layer, the displace-

ments zxUzxUhhy ,, 0~~

1

are given; on

the upper boundary of the layer, the stresses

zxUFzxUFhhy ,, 0

1

; on the inner

surface of the tube, the stresses

zFzUF RR ,, 02 2

; on the boundary

of the tube and layer, the conjugation conditions

11

,, 21 RR zUzU

, (1)

11

,, 21 RR zUFzUF

, (2)

where

jjj

j

jjj UnU

nUnGUF

rot

2

1div

212 is the stress op-

erator; σj, Gj, jU

are the elastic constants and displacements of the layer (j = 1) or the tube (j = 2);

23

22

21

0

13

~1

2

~1

1

~0~

13

12

11

0

,

,,

, ,

eeezF

eUeUeUzxU

eeezxU

pz

ppR

hz

hy

hxh

hyz

hy

hyxh

(3)

are known functions; 3,2,1, je kj

are the unit vectors of the Cartesian (k = 1) and cylindrical (k =

2) coordinate systems.

All known vectors and functions will be considered as fast falling to zero at great distances from the origin

of the coordinate z for the tube and the coordinates x and z for the boundaries of the layer.

Solving the Problem

Choose the basic solutions to the Lamé equation for the specified coordinate systems in form [6]

;3,2,1;sign;,,

;;,,

;,;,,

,

,

keKNzS

eINzR

eNzyxu

mzim

mpkmk

mzim

pkmk

yxzidkk

(4)

1

1dN ;

yeN d 11

4 122

;

133 rot e

iN d

;

1

1pN ;

zeN p 2

32 141

;

2

33 rot ei

N p ;

,,22,


where xIm , xKm are the modified Bessel functions; mkmk SR ,, ,

, k=1, 2, 3 are, respectively, the

internal and external solutions to the Lamé equation for the cylinder;

kk uu

, are the solutions to the Lamé

equation for the layer.

The solution to the problem will be presented in the form

,,;,,,~

,;,,,

;,,

3

1

3

1,,1

kkkkk

k mmkmk

ddzyxuHzyxuH

dzSBU

(5)

,;,,~

;,,3

1,,,,2

k m

mkmkmkmk dzSAzRAU

(6)

where, ;,,, zS mk

, ;,,, zR mk

,;,, zyxuk

and

,;,, zyxuk

are

the basic solutions given by formulas (4), and the un-

known functions ,kH , ,~

kH ,

mkB , , mkA , and mkA ,

~ must be found

from boundary conditions (3) and conjugation condi-

tions (1) and (2).

For the transition in basic solutions between coor-

dinate systems, we use the formulas [14].

To fulfill the boundary conditions at the bounda-

ries of the layer, we rewrite the basic solutions mkS

,

in (5), using transition [14, formulas 7], in the Cartesian

coordinate system through the basic solutions ku

(for y = h) and k

u

(for y= h~

). We equate the re-

sulting vectors, for y= h~

, to the given zxUh

,0~

,

and for y= h~

, we find the stresses and equate them

to zxFh ,0

. We give the vectors zxUh

,0~

and

zxFh ,0

in advance through the double Fourier in-

tegrals.

The resulting system of 6 equations has a determi-

nant

4

22253 21ch43ch32

xxxG

where hhx~

, G is the shear modulus.

The square brackets of this determinant coincide with

known results [15].

From the obtained equations, we find the functions

,kH and ,~

kH through mkB ,.

To take into account conjugation conditions (1),

we decompose, in (5), the basic solutions ku

by

means [14, formulas 8], turning them into the solutions

mkR ,

. We then equate ρ=R1 therein. This will fulfill

condition (1).

To take into account conjugation conditions (2),

we find the vectors 1UF

and 2UF

from solutions

(5) and (6), decompose the basic solutions ku

therein by means of [14, formulas 8], turning them into

the solutions mkR ,

, and equate ρ = R1. This will ful-

fill condition (2).

These two conditions give 6 equations, conjugat-

ing all the unknowns in equations (5) and (6).

To take into account the boundary conditions on

the inner surface of the tube, we apply the stress opera-

tor to the right-hand side of (6), and equate (for ρ=R2)

to the specified zFR ,0

given by the integral and

Fourier series.

From the resulting system of equations, we ex-

clude the previously found functions ,kH and

,~

kH through mkB ,. Having gotten rid of

the series m and integrals , we obtain a collection of

nine infinite systems of linear algebraic equations for

identifying the unknowns mkA , , mkA ,

~ and

mkB ,.

For the obtained infinite systems of equations, we

will apply the truncation method. The numerical studies

show that the determinant of the truncated system does

not turn into zero for any m, for 0m10, and, conse-

quently, this system of equations has a unique solution.


Having solved this system of equations, we will

find the unknowns, mkA , , mkA ,

~ and

mkB ,.

We substitute the functions mkB , obtained

from the infinite system of equations into the expres-

sions for ,kH and ,~

kH . This will de-

termine all unknown problems.

Numerical Studies of the Stressed State

A B30 grade concrete tube is located in a homo-

geneous isotropic clay layer in parallel with its surfaces.

Layer: Poisson's coefficient 1 = 0.3, the elastic modu-

lus E1=10 kN / cm2. Tube: Poisson's coefficient 2 =

0.16, the elastic modulus E2= 3250 kN / cm2. The outer

tube radius R1 = 70 cm, the internal one R2 = 60 cm.

The layer thickness hh~

= 340 cm. The distance

from the upper boundary of the layer to the tube center

h = 170 cm.

With the weight of the processing equipment taken

into account, on the upper boundary of the layer, the

stresses

2222228 101010,

xzzxhy

, 0 h

yzhyx are given; on the lower boundary

of the layer, the displacements

0~~~

UUU hz

hy

hx are given. On the inner

surface of the tube, there are no stresses

0 pz

pp.

A finite system of equations of order m = 8 was

solved. The accuracy of the fulfillment of the boundary

conditions for the indicated values of geometric param-

eters was equal to 10-4.

Fig. 1 shows the normal stresses along the z axis

at the upper point of the tube on the outer and inner sur-

faces.

The greatest stresses are (Fig. 1, line 2),

which reach the maximum values at z = 0: on the outer

surface of the tube, the compression = -0.5 kN /

cm2; on the inner surface of the tube, the tension =

+0.564 kN / cm2. It should be noted that the stresses on

the tube surface, along the z axis, fall very slowly (com-

pared to the specified function at the boundary of the

layer).

-0.6

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0-50 -25 0 25 50

z1

2

3

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6-50 -25 0 25 50

z

2

3

a b

Fig. 1. Stresses on the surfaces of the tube along the z axis, at x = 0 (in kN / cm2): a − on the outer surface (y =

+ R1); b − on the inner surface (y = + R2); 1 − ; 2 − ; 3 − z

Fig. 2 shows the stresses on the tube surface (along the radii R1 and R2) in the plane z = 0.

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

1

23

0 /4 /2 3/4 5/4 6/4 7/4 2

-0.6

-0.4

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

2

3

0 /4 /2 3/4 5/4 6/4 7/4 2

a b

Fig. 2. Stresses on the surface of the tube along the radii R1 and R2, at z = 0 (in kN / cm2): a − on the outer sur-

face; B − on the inner surface; 1 − ; 2 − ; 3 − z


Along the radii, the stresses vary from compres-

sion to tension and vice versa. Thus, on the outer sur-

face of the tube (Fig. 2a) at the upper and lower points,

there is compression, to the right and left, tension. At

the inner surface of the tube (Fig. 2b), in the upper and

lower points, there is tension, on the left and right, com-

pression. In addition, the stresses in absolute value on

the inner surface of the tube are higher than on the outer

one.

Along the radius R1 in the elastic body of the layer,

the stresses are very small (in comparison with those in

the elastic body of the tube), which is the result of the

difference in the layer and tube materials.

Conclusions

On the basis of the generalized Fourier method,

the problem for the layer with a longitudinal cylindrical

thick-walled tube and different boundary conditions at

the boundaries of the layer and tube is calculated.

The proposed analytical-numerical calculation

method allows us, with the given accuracy, to deter-

mine the stress-strain state of the elastic body, taking

into account its infinite boundaries and conjugation

conditions for the layer and tube.

The numerical study of the stress-strain state of the

concrete tube, which is in a layer of clay under the ac-

tion of loading on the surface of the layer, proves that

the greatest stresses arise on its inner surface. In addi-

tion, in comparison with the given function, there is a

very slow decrease in the stresses along the z axis.

The numerical studies of the algebraic system

make it possible to state that its solution can be found

with any degree of accuracy by the method of reduc-

tion. This is confirmed by the high accuracy of the im-

plementation of boundary conditions.

References

1. Vaysfel’d, N., Popov, G., Reut V. (2015) The

axisymmetric contact interaction of an infinite elastic

plate with an absolutely rigid inclusion. Acta Mech,

vol. 226, pp. 797–810. DOI 10.1007/s00707-014-1229-

7.

2. Popov, G. YA., Vaysfel'd, N. D. (2014)

Osesimmetrichnaya zadacha teorii uprugosti dlya

beskonechnoy plity s tsilindricheskim vklyucheniyem

pri uchete yeye udel'nogo vesa [Axisymmetric problem

of the theory of elasticity for an infinite slab with a

cylindrical inclusion, taking into account its specific

weight]. Prikladnaya mekhanika – Applied mechanics,

vol. 50, no. 6, pp. 27–38. (in Russian).

3. Grinchenko, V. T., Ulitko, A. F. (1968) An

exact solution of the problem of stress distribution close

to a circular hole in an elastic layer. Soviet Applied

Mechanics, no. 10, pp. 31 – 37.

4. Guz, A. N., Kubenko, V. D., Cherevko, M. A.

(1978) Difraktsiya uprugikh voln [Diffraction of

Elastic Waves]. Kiyev: Naukova Dumka, 307 p. (in

Russian).

5. Volchkov, V. V., Vukolov, D. S., Storozhev, V.

I. (2016) Difraktsiya voln sdviga na vnutrennikh

tunnel'nykh tsilindricheskikh neodnorodnostyakh v

vide polosti i vklyucheniya v uprugom sloye so

svobodnymi granyami [Diffraction of shear waves by

internal tunneling cylindrical inhomogeneities in the

form of a cavity and included in an elastic layer with

free faces]. Mekhanika tverdogo tela – Solid

Mechanics, vol. 46, pp. 119 – 133. (in Russian).

6. Nikolayev, A. G., Protsenko, V. S. (2011)

Obobshchennyy metod Fur'ye v prostranstvennykh

zadachakh teorii uprugosti [The generalized Fourier

method in spatial problems of the theory of elasticity].

Kharkov: Nats. aerokosm. universitet im. N.Ye. Zhu-

kovskogo «KHAI», 344 p. (in Russian).

7. Nikolayev, A. G., Orlov, Ye. M., (2012)

Resheniye pervoy osesimmetrichnoy termouprugoy

krayevoy zadachi dlya transversal'no-izotropnogo

poluprostranstva so sferoidal'noy polost'yu [Solution of

the first axisymmetric thermoelastic boundary value

problem for a transversely isotropic half-space with a

spheroidal cavity]. Problemy obchyslyuvalʹnoyi

mekhaniky i mitsnosti konstruktsiy – Problems of

computational mechanics and structural durability, vol.

20, pp. 253-259. (in Russian).

8. Miroshnikov, V. Yu., (2018) First basic

elasticity theory problem in a half-space with several

parallel round cylindrical cavities. Journal of

Mechanical Engineering, vol.21, no. 2, pp. 12 – 18.

9. Protsenko, V., Miroshnikov, V. (2018)

Investigating a problem from the theory of elasticity for

a half-space with cylindrical cavities for which

boundary conditions of contact type are assigned.

Eastern-European Journal of Enterprise Technologies.

Applied mechanics, vol. 4, no. 7, pp. 43 – 50.

DOI: https://doi.org/10.15587/1729-

4061.2018.139567

10. Nikolayev, A. G., Shcherbakova, A. YU.,

Yukhno, A. I. (2006) Deystviye sosredotochennoy sily

na transversal'no-izotropnoye poluprostranstvo s

paraboloidal'nym vklyucheniyem [Action of

Concentrated Force on a Transversely-Isotropic Half-

Space with Paraboloidal Inclusion]. Voprosy

proyektirovaniya i proizvodstva konstruktsiy letatel'-

nykh apparatov – Issues of Design and Production of

Structures of Aircraft, vol. 2, pp. 47-51. (in Russian).

11. Miroshnikov, V. YU. (2018) Evaluation of the

stress-strain state of half-space with cylindrical

cavities. Visnyk Dniprovsʹkoho universytetu. Seriya:

Mekhanika – Bulletin of the Dnipro University. Series:

Mechanics, vol. 26, no. 5, pp. 109 – 118.

12. Nikolayev, A. G., Tanchik, Ye. A. (2013)

Raspredeleniye napryazheniy v yacheyke

odnonapravlennogo kompozitsionnogo materiala,

obrazovannogo chetyr'mya tsilindricheskimi

voloknami [Stress distribution in a cell of a

unidirectional composite material formed by four

cylindrical fibers]. Visnyk Odesʹkoho natsionalʹnoho

universytetu. Matematyka. Mekhanika – Bulletin of the

Odessa National University. Maths. Mechanics, vol. 4,

pp. 101-111. (in Russian).

13. Protsenko, V. S., Ukrainets, N. A. (2015)

Primeneniye obobshchennogo metoda Fur'ye k

resheniyu pervoy osnovnoy zadachi teorii uprugosti v

poluprostranstve s tsilindricheskoy polost'yu

[Application of the generalized Fourier method to the

solution of the first main problem of the theory of

elasticity in a half-space with a cylindrical cavity].

Visnyk Zaporizʹkoho natsionalʹnoho universytetu –

https://link.springer.com/journal/10778

https://link.springer.com/journal/10778

http://journals.uran.ua/eejet/issue/view/8297

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.139567

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.139567

http://journals.uran.ua/eejet/issue/view/8297


Bulletin of the Zaporizhzhya National University, vol.

2, pp. 193-202. (in Russian).

14. Protsenko, V. S., Ukrainets, N. A. (2004) The

second main boundary value problem of the theory of

elasticity for a half-space with a circular cylindrical

cavity. Reports of the National Academy of Sciences of

Ukraine vol. 12, pp. 52-58.

15. Vorovich, I. I., Aleksandrov, V. M., Babeshko,

V. A. (1974) Neklassicheskiye smeshannyye zadachi

teorii uprugosti [Non-classical mixed problems of the

theory of elasticity]. Moskov: Nauka, 456 p. (in

Russian).

УДК: 620.172

Патрина Т.А.

к.т.н., доцент кафедры Прикладной механики и инженерной графики

Санкт-Петербургский Государственный Электротехнический Университет “ЛЭТИ”

г. Санкт-Петербург, Россия

DOI: 10.24411/2520-6990-2019-10714

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТВЕРДЫХ ТЕЛ ПРИ РАСТЯЖЕНИИ,

СЖАТИИ С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММЫ ANSYS

Patrina T.A.

PhD, associate professor of Applied Mechanics and Graphics,

Saint-Petersburg Electrotechnical University “LETI”, Saint-Petersburg, Russia

RESEARCH OF MECHANICAL CHARACTERISTICS OF SOLID BODY AT TENSION,

COMPRESSION BY MEANS OF THE PROGRAM ANSYS

Аннотация Предложенная методика исследования механических характеристик твердых тел при растяжении,

сжатии с помощью программы конечно-элементного анализа Ansys позволяет наблюдать за поведением

материалов на различных стадиях деформации конструкций.

Abstract

The proposed methodology for studying the mechanical characteristics of solid body under tension and com-

pression using the Ansys finite element analysis program allows behavior of materials at different stages of struc-

tural deformation..

Ключевые слова: механические характеристики хрупких и пластичных материалов конструкций,

напряженно-деформированное состояние твердых тел при растяжении, сжатии, программный пакет

Ansys.

Keywords: mechanical characteristics of fragile and plastic materials of constructions, stress-strain state of

solids under tension and compression, software package Ansys.

Введение

Использование программы Ansys позволяет

разработать методику исследования механических

характеристик в твердых телах при деформациях

растяжение и сжатие. График зависимости дефор-

маций от напряжений выявляет механические ха-

рактеристики хрупких и пластичных материалов на

различных стадиях деформации конструкций.

Допускаемое напряжение вычисляется по фор-

муле: 𝜎 = 𝜎оп/𝑛, где 𝜎 опасное напряжение, 𝑛 – ко-

эффициент запаса прочности. За опасное напряже-

ние принимается механическая характеристика ма-

териала, коэффициент запаса прочности должен

быть не менее 1,5.

Механические характеристики материала: пре-

дел пропорциональности 𝜎пц – напряжение для ко-

торого справедлив закон Гука, т.е. пропорциональ-

ная зависимость между внешней нагрузкой и вызы-

ваемой ею деформацией; предел текучести –

напряжение 𝜎𝑚 при котором деформации растут

без заметного увеличения нагрузки; временное со-

противление 𝜎вр – напряжение, которое соответ-

ствует максимальной нагрузки. При расчете проч-

ности пластичных материалов за опасное напряже-

ние принимается предел текучести, для хрупких

материалов за опасное напряжение принимается

временное сопротивление.

Методика исследования механических характе-

ристик твердых тел средствами прграммы

Ansys Для исследования задействован модуль

Transient Structural для решения задач динамики

конструкций. В качестве конструкции исследова-

ния выбран стальной стержень с нелинейными

свойствами материала. Первой задачей является со-

здать геометрическую модель конструкции в мо-

дуле Geometry. В режиме эскизирования необхо-

димо нарисовать окружность, задать диаметр

окружности через вкладку Modify [1, p. 234]. В ре-

жиме моделирования вытянуть окружность на за-

данное расстояние через операцию Exstrude. Также

последовательно построить еще две цилиндриче-

ские части. Затем создать собственную координат-

ную плоскость на дальней стороне третьей цилин-

дрической части стержня. Потом зеркально отобра-

зить три последовательных цилиндра относительно

https://www.teacode.com/online/udc/62/620.172.html

https://doi.org/10.24411/2520-6990-2019-10714

https://doi.org/10.24411/2520-6990-2019-10714


построенной плоскости [2]. Через команду Chamfer

следует выполнить фаски на ребрах объемной мо-

дели (рис. 1).

Рис. 1. Построение зеркально второй части стержня

Для исследования механических характеристик необходимо выделить геометрический участок посе-

редине стержня через команду Slice (рис. 2) и объединить разделенные участки стержня в один объект

(рис. 3).

Рис. 2. Выделение участка стержня для механического исследования


Рис. 3. Объединение три твердотельных участка в единый стержень

Выбор материалов для созданных тел и задание их свойств происходит через модуль Engineering Data,

связанный с блоком анализа (рис. 4).

Затем требуется построить конечно – элементную сеть в модуле симуляции Mechanical [3]. Сеть ге-

нерируется на геометрической модели и является основной для составления и решения системы уравнений

в матричном виде (рис. 5).

Рис. 4. Задание нелинейных свойств материалов стержня

Рис. 5. Построение сети конечных элементов для стержня


Теперь требуется задать время исследования эксперимента и временной шаг расчета напряжений и

деформаций конструкций. Это выполняется через Analysis Settings (рис. 6).

Рис. 6. Настройка решателя. Задание шага времени расчета

Следующий этап – задание действующих сил на стержень. Среди нагрузок нам понадобиться пара-

метр Velocity. Производится выбор поверхности, на которую действует растяжение (параметр Geometry),

задается величина скорости (параметр Маgnitude) и направление для приложенной скорости (опция Define

By) (рис. 7).

Рис. 7. Задание скорости растяжения к концу стержня

Ко второму концу стержня нужно установить

жесткое закрепление – Fixed Support.

Заключение и результаты расчета.

На рисунке 8 представлен график зависимости

эквивалентных напряжений Мизеса Equivalent (von

Mises) Stress, учитывающие одновременно каса-

тельные и нормальные напряжения, от эквивалент-

ных полных деформаций Equivalent Total Strain.

Расчет проведен с заданным временным шагом для

среднего участка стержня до момента разрушения,

т.е. достижения допустимых напряжений. Макси-

мальные деформации наблюдаются в сужающейся

шейке стержня.

На рисунке 9 представлен график зависимости

величины относительного удлинения от приложен-

ной нагрузки к концу стержня. По нему можно

определить механические характеристики матери-

ала: предел пропорциональности 𝜎пц, предел теку-

чести – напряжение 𝜎𝑚 временное сопротивление.

Расположение механических характеристик мате-

риала на графиках, представленных на рисунках 8,

9 совпадает, так как создаваемое эквивалентное

напряжение находится в зависимости от величины

приложенной нагрузки 𝜎 = 𝑃/𝐹, где 𝐹 – площадь

сечения в месте стержня, где проводится исследо-

вание. На начальной стадии нагружения стержня до

точки 𝐴 (рис. 8) справедлив закон Гука, зависи-

мость между нагрузкой 𝑃 и удлинением ∆𝐿 линей-

ная [4, с. 420]. Образец испытывает упругую дефор-

мацию. Максимальная нагрузка на этом участке –

𝑃пц.

Далее зависимость между 𝑃 и ∆𝐿 становится

нелинейной. Рост деформации происходит без за-

метного роста нагрузки. Для металлов (пластиче-

ских материалов) это явление получило название

текучести. На диаграмме это соответствует гори-

зонтальному участку от точки 𝐵 – участок текуче-

сти. Нагрузка при этом равна 𝑃𝑚. Следует заметить,

что у большинства пластичных материалов пло-

щадка текучести отсутствует. Однако условно счи-

тают, что нагрузка равняется 𝑃𝑚, если деформация

составляет 0,2% от длины рабочей части образца.


Рис. 8. График зависимости эквивалентных напряжений от эквивалентных полных деформаций сред-

него участка стержня

Рис. 9. График зависимости между приложенной нагрузкой к концу стержня и относительным удлине-

нием для среднего участка стержня

После стадии текучести материал вновь начи-

нает сопротивляться возрастающей нагрузке – ста-

дия упрочнения. До момента достижения точки 𝐶

на диаграмме, что соответствует максимальной

нагрузке 𝑃𝑚𝑎𝑥, продольная и поперечная деформа-

ции растут равномерно. Полная деформация в каж-

дый момент времени складывается из упругой и

остаточной, что видно на диаграмме в точке 𝑆. От-

резок 𝐿𝑀 – упругая или исчезающая деформация,

отрезок – остаточная или пластическая деформа-

ция. Линия разгрузки 𝑆𝐿 параллельна линии

нагрузки – первоначальному участку 𝑂𝐿 диа-

граммы.

При достижении максимальной нагрузки 𝑃𝑚𝑎𝑥

значение деформации локализуются в ослабленном

сечении, т.е. образуется местное сужение попереч-

ного сечения. Сопротивление образца нагрузкам

резко падает, что видно на диаграмме – кривая идет

вниз. В точке 𝐷 происходит разрушение образца, и

нагрузка в момент разрыва равна 𝑃𝑘.

Заключение

Разработанная методика исследований меха-

нических характеристик твердых тел при растяже-

нии, сжатии с помощью программного пакета An-

sys способствует лучшему пониманию процесса де-

формации материалов, наглядному представлению

их механических характеристик.

Список использованной литературы

1. Bruyaka, V.A, Fokin, V.G. & Soldusova,

E.A. (2010) Engineering analysis in ANSYS Work-

bench. – Samara: SSTU, 2010. –234 p.

2. Training manual for the software package

ANSYS. CADFEM.

3. Zienkewicz, O. C., Taylor, R. L. The finite

element method 5th ed. – Oxford. UK: Butter worth-

Heinemann, 2002.

4. Бегун, П.И., Кормилицын, О.П. Приклад-

ная механика. – СПб.: Политехника, 2012. – 420 с.


УДК: 004.02

Сахно В.В.,

Куринных Д.Ю.,

Силаев Д.П.


ЭКСПЕРТНАЯ СИСТЕМА КАК СРЕДСТВО ЭКОНОМИЧЕСКОГО ВЫБОРА ПРОДУКТА

Sakhno V.V.,

Kurinnykh D.Yu,

Silaev D.P.

Don state technical University

EXPERT SYSTEM AS A MEANS OF ECONOMIC PRODUCT CHOICE

Аннотация В статье поднимается экономическая проблема нового общества, в связи с переизбытком рынков

товара, услуг и работ, человеку тяжело сделать рациональный выбор. Автор предлагает решение данной

проблемы с помощью применение экспертной системы, которая будет производить расчёты на основе

весовых коэффициентов, помогая сделать выгодное приобретение для пользователя среде огромного вы-

бора продукции.

Abstract.

The article raises the economic problem of the new society, due to the overabundance of markets for goods,

services and works, it is difficult for a person to make a rational choice. The author offers a solution to this problem

by using an expert system that will perform calculations based on weight coefficients, helping to make a profitable

purchase for the user from a huge selection of products.

Ключевые слова: экспертная система, экономический выбор, рынок, коэффициенты уверенности.

Key words: expert system, economic choice, market, confidence coefficients.

С развитием информационных технологий

развиваются и все сферы человеческой жизни. На

рынках появляться множество товар, предлагаются

разного рода услуги и все это очень разнообразно

как качество, так и стоимость. Иногда покупателю

трудно сделать правильный экономический выбор.

Под экономическим выбором будем понимать, вы-

бор наилучшего из альтернативных вариантов, при

котором достигается максимальное удовлетворе-

ние потребностей [1, с. 69]. Данная проблема вы-

бора приводилась в одном из научных журналов

Воронежского государственного университета ин-

женерных технологий «Приоритетные научные

направления: от теории к практике» [2, с. 59-63].

Экспертная система (англ.expertsystem) —

компьютерная система, способная частично заме-

нить специалиста-эксперта в разрешении проблем-

ной ситуации. Современные экспертные системы

взяли свое начало в 1970-х годах с трудов исследо-

вателей искусственного интеллекта, а в 1980-х по-

лучили коммерческое подкрепление[3, с. 756-758].

Методы экспертных систем представляет собой

часть обширной области «Теории принятия реше-

ний», а сама оценка экспертных систем — процесс

вывода оценки проблемы на основе мнения специ-

алистов с целью дальнейшего принятия решения

(выбора).

Экспертная система для расчёта результата бу-

дет использовать весовые коэффициенты. Весовой

коэффициент – это параметр(значение), который

отражает значимость данного фактора или показа-

теля по сравнению с другими факторами, оказыва-

ющими влияние на изучаемый объект или явление

[4]. Так как расчет весовой коэффициент какого-

либо объекта (явления) может производиться

только при наличии других объектов (явлений), с

которыми оно будет сравниваться, данный вид ме-

тода подходит для сравнительного анализа.

Метод составления весовых коэффициентов :

1. признакам-параметрам придают весовой

коэффициент так, чтобы суммы коэффициентов

была равна какому-то определенному числу;

2. главному из всех признаков-параметров

назначают весовой коэффициент, равный какому-

то фиксированному числу, а всем остальным – ко-

эффициенты, равные долям этого числа.

Данный метод можно разделить на 2 составля-

ющих этапа:

1. присваивает первому признаку значение,

равное ,например,единице: A1=1, остальным же

признакам назначает весовые коэффициенты в до-

лях единицы;

2. сравнивает значение первого признака с

суммой всех последующих.

До начала расчётов составляется сравнитель-

ная таблица аналогов NxM, где N – количество

сравниваемых объектов, а М – признаки сравнива-

емых объектов (таблица 1).


Таблица 1

Пример сравнительной таблицы объектов

Объект / признак 1 2 … N

1 𝑦11 𝑦12 … 𝑦𝑁1

2 𝑦21 𝑦22 … 𝑦𝑁2

… … … … …

М 𝑦𝑀1 𝑦𝑀2 … 𝑦𝑁𝑀

При решении практических задач весьма часто

обобщенный критерий качества формируют на ос-

нове принципа абсолютной уступки с учетом гиб-

кого приоритета в виде взвешенной суммы частных

показателей качества:

𝑦 = 𝑦𝑗 ∗ 𝑎𝑗

где: yj— нормированные частные показа-

тели; aj— весовые коэффициенты.

Последим этапом расчетов станет сравнение

сумм и выбор наибольшего числа. Благодаря этому

мы увидим наиболее подходящий для нас объект.

Разобрав суть метода «Весовых коэффициен-

тов », можно сделать вывод, что для пользователя

процесс расчетов не так важен. Следовательно, он

должен вводить в экспертная система данные о объ-

екте и составлять приоритет, а экспертная система

выведет наиболее подходящий и пару соседних,

для окончательного предоставление выбора, отсеяв

не нужные варианты.

Таким образом, можно сделать вывод, что бла-

годаря экспертной системе на основе метода весо-

вых коэффициентов, человек может избежать не

экономически выгодных покупок и сэкономить

время и нервы.


1. Бондарь, А.В. Экономическая теория /

А.В. Бондарь. - Минск: БГЭУ. - 2017.

2. Иванченко, А.В. Роль экспертных систем

при выборе и внедрении автоматизированных ин-

формационных систем на предприятии / А.В. Иван-

ченко, А.В. Мельников. – Новосибирск : Общество

с ограниченной ответственностью "Центр развития

научного сотрудничества", 2013.

3. Дошина А. Д. Экспертная система. Клас-

сификация. Обзор существующих экспертных си-

стем // Молодой ученый. — 2016. — №21— URL

https://moluch.ru/archive/125/34485/ (дата обраще-

ния: 19.10.2019).

4. Методы определения весовых коэффици-

ентов — URL http://gigabaza.ru/doc/31750.html ,

(дата обращения: 01.06.2015)

УДК 539.42, 620.9, 621.643, 621.644

Чушкина Виктория Викторовна,

Черных Валентин Константинович

Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю.А.

ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ, СВЯЗАННЫЕ С КОРРОЗИОННЫМ ИЗНОСОМ

ТРУБОПРОВОДОВ

Chushkina Victoria Victorovna,

Chernykh Valentin Konstantinovich

Yuri Gagarin State Technical University of Saratov

PROBLEMS OF THE ENERGY INDUSTRY RELATED TO CORROSION WEAR OF PIPELINES

Аннотация.

В статье рассмотрены и проанализированы причины коррозионного износа металлических

конструкций трубопроводов. Цель работы – повышение внимания общественности и научного мира к

проблемам безопасной эксплуатации объектов энергетики. Освещены и проанализированы некоторые

известные аварии трубопроводов, вызванные коррозионным износом, сделаны выводы по

предотвращению их в будущем.

Abstract.

The article considers and analyzes the causes of corrosion wear of metal structures of pipelines. The aim of

the work is to increase public and scientific attention to the problems of safe operation of energy facilities. Some

well-known pipeline accidents caused by corrosion wear are highlighted and analyzed, conclusions are made to

prevent them in the future.

Ключевые слова: коррозионный износ, трубопровод, нефтепровод, металл, агрессивная среда,

мониторинг, антикоррозионная защита.

Keywords: corrosion, pipeline, metal, aggressive environment, monitoring, corrosion protection.


В России и мире одной из значительных про-

блем энергетической и транспортной отраслей яв-

ляется коррозионный износ [2]. В частности, износ

трубопроводов, эксплуатирующихся в агрессивных

средах. Хотя значительное число металлических

трубопроводов в той или иной степени защища-

ются от коррозии, тем не менее, защита произво-

дится несвоевременно, некачественно и срок её

службы не всегда продолжительный. В связи с

этим, конструкции трубопроводов подвержены

коррозионному износу. Причем, коррозионные раз-

рушения трубопроводов могут происходить:

в грунте;

в атмосфере, на поверхности земли;

в зонах переменного увлажнения;

внутри промышленных зданий, в том

числе со специфической атмосферой, содержащей

агрессивные компоненты и т.д. [4]

В конечном счете, механизмы коррозии, в за-

висимости от вида сред, могут быть разные, но с

феноменологической точки зрения, все они приво-

дят к двум видам воздействия:

1) изменение геометрии конструкции (раз-

меры и формы);

2) изменение механических характеристик

материала [1, 6-9].

Трубопроводы – самый быстрый способ до-

ставки жидкостей и газообразных веществ. Корро-

зия трубопроводов может быть как химической,

обусловленной контактом металла с химически ак-

тивными компонентами без возникновения и про-

хождения по трубопроводу электрического тока;

так и электрохимической, которая характеризуется

растворением и разрушением металла при взаимо-

действии с окружающей средой, сопровождаю-

щимся возникновением и прохождением электри-

ческого тока. Помимо указанных видов коррозион-

ного разрушения, трубопроводы вдобавок

подвержены биокоррозии, на долю которой прихо-

дится значительное разрушение трубопроводов.

Коррозии может быть подвержена как внеш-

няя сторона стенки трубопровода, так и внутрен-

няя. На коррозию внешней стороны стенки обычно

влияют следующие факторы:

температура среды;

агрессивность среды (солевой состав, ще-

лочность, состав почвы и т.д.);

состав и состояние защитного покрытия

(если оно имеется);

наличие блуждающих токов;

напряжения в металле.

Наиболее активное воздействие происходит в

особенных точках конструкций, таких как сварные

швы, изгибы, места изменения толщины металла и

места деформаций.

Коррозия трубопроводов с внутренней сто-

роны стенки может быть обусловлена влиянием

следующих факторов:

составом транспортируемой продукции

(её обводненностью, наличием газов, углекис-

лоты);

наличием взвешенных частиц (например,

песок или уже имеющиеся продукты коррозии);

осадками солей железа и кальция на стен-

ках;

неоднородностью металла, а также нали-

чием на нем щелей (например, при плохом проваре

сварных швов) и др.

Отечественные трубопроводы для транспорти-

ровки воды, нефти, газа и др. веществ являются са-

мыми протяженными в мире, уступая лишь США.

Тем не менее, техническое состояние их оставляет

желать лучшего. По некоторым данным, износ оте-

чественных трубопроводов составляет 50-70%.

Данная ситуация, помимо явного экономического и

экологического ущерба, в свою очередь приводит и

к человеческим потерям.

Европейские эксперты выделяют три наиболее

важные причины возникновения аварийных ситуа-

ций [3]:

внешние воздействия на трубопроводы

(36%);

коррозионные процессы (29%);

механические повреждения (24%).

Согласно данным [5], основные причины ава-

рий на магистральных трубопроводах это:

внешние воздействия – 34,3 %,

брак при строительстве – 23,2 %,

наружная коррозия – 22,5 %,

брак при изготовлении труб и оборудова-

ния на заводах – 14,1 %,

ошибочные действия персонала – 3 %.

Из различных источников видно, что на долю

коррозии приходится около четверти аварий трубо-

проводов, что составляет немалую цифру. Рассмот-

рим некоторые из них.

В августе 1994 года на нефтепроводе Возей -

Головные сооружения АО «Коминефть» (Усинский

район Республики Коми) произошла крупная ава-

рия. В результате аварии на грунт и ближайшие во-

дотоки вылилось около 14 тонн нефти [5].


Рис. 1. Последствия прорыва нефтепровода в респ. Коми в 1994 году.

(Источник http://images.esosedi.ru)

С 1975 года, когда трубопровод был только за-

пущен, коррозионная защита не осуществлялась в

должном объеме, а также не проводились необхо-

димые ремонтные работы. В 1988 году произошла

первая разгерметизация трубопровода, после чего

было принято решение периодически закачивать в

него ингибиторы коррозии, а также установить ка-

тодные станции электрохимзащиты. Эти мероприя-

тия выполнялись частной компанией, и должного

надзора за ними не было. Тем не менее, за два года

до аварии, в 1992 году, было проведено обследова-

ние данного трубопровода, которое выявило значи-

тельные коррозионные повреждения. Было принято

решение, что на особо коррозионных участках,

необходимо снизить давление с 25 кг/см2 до 7,5

кг/см2. Но данные мероприятия не принесли ре-

зультата и аварии было не избежать.

Рис. 2. Прорыв трубопровода в респ. Коми.

(Источник: http://gnti.ru)

По версии международной организации

«Гринпис», причиной аварии могло послужить и

то, что по проектным документам трубопроводы

рассчитаны на перекачку нефтепродуктов с низкой

коррозионной активностью. Несмотря на это, по

ним транспортировалась коррозионно-активная

жидкость, что создало дополнительную агрессив-

ную среду. В свою очередь, коррозионные про-

цессы ускорили развитие таких факторов, как низ-

кие температуры и механические напряжения в

трубопроводе.

В 2006 году на участке нефтепровода

«Дружба» (эксплуатируется с 1964 года) из-за кор-

розионного износа металлических труб произошла

авария, вследствие которой было загрязнено почти

10 км2 местности. Утечка нефти составила около 48

м3 [5].

http://images.esosedi.ru/


Еще одна из крупнейших в мире аварий нефте-

проводов, связанная с коррозией металла, произо-

шла в 1998 году в Нигерии, на нефтепроводе ком-

пании Exxon Mobil. В результате аварии, в Атлан-

тический океан попало 14 тысяч тонн нефти. На

протяжении 200км побережья вода была покрыта

черной нефтяной пленкой.

Вышеперечисленные аварии - лишь малая

доля от общего числа, произошедших по причине

коррозионного износа металла. Коррозия металло-

конструкций труб вызвана, прежде всего, низким

качеством заводского изготовления труб (различ-

ные дефекты, микротрещины, расслоения металла,

заусенцы, риски и т.д.); цикловым и программным

нагружением металла, остаточными напряжениями

в металле, гидроударами, ну и конечно наличием

агрессивных компонентов как во внешней среде,

так и в транспортируемой жидкости [3].

Для предотвращения аварий трубопроводов в

будущем, необходимо обеспечивать своевремен-

ную и долгосрочную антикоррозионную защиту, а

также осуществлять качественный и своевремен-

ный мониторинг металлоконструкций труб.

Список литературы:

1. Chernykh V.K., Ovchinnikov I.I. Bearing

capacity and life time of multielement structures ex-

posed to corrosive wear // IOP Conf. Series: Materials

Science and Engineering 451 (2018) 012062 Р.1-5. doi:

10.1088/1757-899X/451/1/012062

2. Korobov Y.I., Muhambetov S.B., Laskov

N.N., Shveikin I.E., Chernykh V.K. Financial losses of

electric power industry, caused by corrosion wear de-

signs lighting poles // IOP Conf. Series: Materials Sci-

ence and Engineering 537 (2019) 062082 Р.1-6. doi:

10.1088/1757-899X/537/6/062082

3. Мокроусов В. И. К вопросу об авариях

магистральных нефтепроводов // Актуальные про-

блемы гуманитарных и естественных наук. М.:

Научное издательство "Институт стратегических

исследований". №11-1. 2015. С. 175-180.

4. Овчинников И.Г., Баширзаде С.Р. Мо-

дель деформирования подземного трубопровода с

коррозионными повреждениями в зоне активных

тектонических разломов// Трубопроводный транс-

порт 2017: тезисы докладов XII Международной

учебно-научно-практической конференции. Уфа.

Изд-воУГНТУ.2017. 471 с. с.148 – 150.

5. Черных В.К. Коррозийный износ трубо-

проводов, его причины и последствия // Сборник

материалов I Международной научно-технической

конференции "Долговечность и надежность строи-

тельных материалов и конструкций в эксплуатаци-

онной среде". Москва: издательство Националь-

ного исследовательского ядерного университета

(МИФИ), 2017– С.575-580.

6. Черных В.К. Коррозионные повреждения

металлических конструкций транспортных соору-

жений // Материалы XII Международной научно-

технической конференции студентов, аспирантов и

молодых ученых «Молодежь и научно-техниче-

ский прогресс в дорожной отрасли юга России».

Волгоград: издательство ВолгГТУ, 2018– С.87-91.

7. Черных В.К. Моделирование коррози-

онно-механического поведения многоэлементных

металлических конструкций транспортных соору-

жений в реальных условиях эксплуатации // Интер-

нет-журнал «Транспортные сооружения», 2019

No3, https://t-s.today/PDF/22SATS319.pdf (доступ

свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ. DOI:

10.15862/22SATS319.

8. Черных В.К. Оценка долговечности ме-

таллических конструкций транспортных сооруже-

ний в условиях воздействия агрессивных эксплуа-

тационных сред // Материалы Международной

научно-практической конференции «Прогресс

транспортных средств и систем - 2018». Волгоград,

2018– С.297-298.

9. Черных В.К. Прогнозирование поведения

многоэлементных металлических конструкций

транспортных сооружений в реальных условиях

эксплуатации // Техника и технология транспорта.

2019. № 11. С. 19. URL: http://transport-

kgasu.ru/files/N11-19PTC19.pdf.

УДК: 625.8

Журавлев Игорь Николаевич

Кандидат технических наук, доцент ФГБОУ ВО ПГУПС,

Россия, Санкт-Петербург

ВОПРОСЫ ВЛИЯНИЯ ПОВЫШЕННЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА СОСТОЯНИЕ

ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД

Zhuravlev Igor Nikolaevich

Candidate of technical Sciences, associate Professor,

Russia, Saint Petersburg

QUESTIONS OF INFLUENCE OF THE RAISED DYNAMIC LOADINGS ON A CONDITION OF

ROAD SURFACES

Аннотация

Современные условия эксплуатации автомобильных дорог предъявляют жесткие требования к со-

стоянию дорожной одежды. Среди неблагоприятных эксплуатационных факторов, оказывающих влия-

ние на напряженно-деформированное состояние дорожных одежд, стоит выделить повышенные

http://transport-kgasu.ru/files/N11-19PTC19.pdf

http://transport-kgasu.ru/files/N11-19PTC19.pdf


нагрузки от автотранспорта. Приведенные данные экспериментальных и теоретических исследований

позволяют судить о наличии взаимосвязи между повышенными динамическими нагрузками и состоянием

дорожных одежд. Спектр смежных вопросов, противоречивость полученных данных, недостаточно пол-

ное изучение проблемы, необходимость учета большего числа факторов, отсутствие полноценной мето-

дики для решения практических задач не дают возможности поставить точку в данном исследовании.

Abstract

Modern conditions of operation of highways impose strict requirements to a condition of road clothes. Among

the adverse operational factors that affect the stress-strain state of road surfaces, it is worth highlighting the

increased loads from vehicles. The given data of experimental and theoretical researches allow to judge existence

of interrelation between the raised dynamic loadings and a condition of road surfaces. The range of related issues,

the inconsistency of the data obtained, insufficient study of the problem, the need to take into account a greater

number of factors, the lack of a full-fledged methodology for solving practical problems do not make it possible to

put an end to this study.

Ключевые слова: дорожная одежда, повышенная нагрузка, деформация, напряженно-деформиро-

ванное состояние, автомобильная дорога

Keywords: road wear, increased load, deformation, stress-strain state, road

Современные условия эксплуатации автомо-

бильных дорог, как в России так и за рубежом,

предъявляют жесткие, постоянно повышающиеся

требования к состоянию дорожной одежды. Дорож-

ная одежда, в особенности ее верхние слои, рабо-

тают в сложных условиях, воспринимая воздей-

ствие комплекса неблагоприятных факторов раз-

личного характера. Среди таких неблагоприятных

эксплуатационных факторов, оказывающих непо-

средственное и решающее влияние на напряженно-

деформированное состояние дорожных одежд,

срок службы, механизм образования деформаций

стоит выделить повышенные нагрузки от грузового

автотранспорта, имеющие с течением времени

неуклонную тенденцию к росту.

В зависимости от сочетания элементов плана,

продольного и поперечного профилей автодороги,

а также от режима движения автомобиля на дорож-

ную одежду действуют различные силы взаимодей-

ствия между колесами и дорожной конструкцией.

Динамические нагрузки, возникающие в процессе

движения, сопровождаются нагрузками ударного

характера, обусловленными наличием неровностей

на поверхности дороги, а также горизонтальными

(касательными) нагрузками, действующими в плос-

кости контакта колеса с покрытием. Результирую-

щие нагрузки, как правило, наклонены к плоскости

качения. Напряжения, возникающие в дорожной

одежде затухают с глубиной, что позволяет исполь-

зовать в ее слоях материалы различной прочности

в зависимости от величины действующих напряже-

ний.

Согласно [10] деформации дорожного покры-

тия в зависимости от величины прикладываемой

нагрузки условно могут быть разделены на три

группы:

- при незначительной нагрузке и достаточном

уплотнении слоев дорожной одежды и земляного

полотна проявляются упругие деформации, разру-

шение дорожных одежд не происходит;

- при увеличении нагрузки, некачественном

уплотнении, а также при сезонном снижении несу-

щей способности грунтов основания возникают

вязкопластические деформации, при достижении

некоторые предельных значений происходит разру-

шение дорожных одежд;

- при значительных нагрузках или при суще-

ственном ослаблении несущей способности грун-

тов основания происходит накопление пластиче-

ских деформаций (в начале процесса более медлен-

ное, впоследствии «лавинообразное»), происходит

полное разрушение дорожных одежд.

Воздействие нагрузки на основание приводит

к сжатию дорожной одежды в пределах активной

зоны и к дальнейшему прогибу по поверхности

криволинейного очертания, что ведет к образова-

нию так называемой «чаши прогиба», при критиче-

ской величине которой происходит разрушение до-

рожной одежды. Прочность грунтового основания

зависит от величины давления, распределенного по

некой площади, что, в свою очередь, напрямую свя-

зано с толщиной слоев дорожной одежды. В пе-

риод, когда вследствие переувлажнения снижается

прочность грунтового основания, при воздействии

автомобилей с высокой осевой нагрузкой суще-

ствующая толщина дорожной одежды не обеспечи-

вает безопасное удельное давление. При превыше-

нии предельно допустимых величин прочности ма-

териалов верхних и нижних слоев дорожной

одежды происходит образование трещин. В ниж-

них слоях дорожных одежд из малосвязных мате-

риалов и в грунтовых основаниях могут возникать

необратимые пластические деформации, развитие

которых приводит к разрушению дорожных одежд.

Увеличение вероятности появления перечислен-

ных деформаций связано с одновременным воздей-

ствием динамической нагрузки и неблагоприят-

ными климатическими факторами (влажность, тем-

пература) [10].

Наиболее опасными напряжениями для много-

слойной конструкции дорожной одежды из моно-

литных материалов являются растягивающие

напряжения, возникающие в отдельном слое при

работе на изгиб. Максимальные растягивающие

напряжения в усовершенствованном типе покры-

тия возникают в плоскости его нижней поверхно-

сти по оси действующей динамической нагрузки.

Основным видом нарушения сплошности грунтов

основания и слабосвязных слоев дорожной одежды


под действием транспортных нагрузок является

сдвиг, вызываемый касательными напряжениями.

Горизонтальные напряжения часто являются при-

чиной развития пластических деформаций, а также

и разрушений в верхних слоях дорожной одежды,

выражающихся в виде сдвигов, волн, поперечных

трещин, колей, причем возникновение деформаций

такого рода характерно для покрытий небольшой

мощности, толщиной до 8 см [1], [9].

Ускоренное разрушение дорожных одежд ис-

следователи связывают как с ростом интенсивно-

сти движения, так и с увеличением доли многоос-

ных автомобилей в общем транспортном потоке.

Данный фактор приводит к возрастанию количе-

ства динамических нагружений ударного харак-

тера, за счет этого свободные колебания слоев до-

рожной одежды получают большую продолжитель-

ность, а при неблагоприятном сочетании

временных диапазонов воздействий и частот соб-

ственных колебаний слоев конструкции дорожной

одежды является причиной роста интенсивности

разрушения. Проведенные исследования выявили,

что существует нелинейная функциональная связь

между уровнем динамической нагрузки и техниче-

скими характеристиками автомобилей, их скорост-

ным режимом. Воздействие на дорожную кон-

струкцию многоосных автомобилей, в особенности

автомобилей, имеющих сдвоенные оси, приводит к

существенному увеличению динамических проги-

бов в сравнении с аналогичными показателями для

двухосных автомобилей [5]. В ходе еще одних ис-

следований были проанализированы амплитудные

значения динамических сил в дорожной конструк-

ции, состоящей из пяти слоев, при воздействии на

нее автомобилей различной осности. Результаты

исследований показали, что такие факторы, как ко-

личество и расположение осей, скоростные ре-

жимы движения сильно влияют на уровень вибро-

динамического воздействия на конструкцию и фор-

мирование спектра динамических вибрационных

прогибов, при движении многоосных автомобилей

эти прогибы возрастают примерно в два раза по

сравнению с показателями для двухосных автомо-

билей [4].

В Архангельске были проведены исследования

по оценке влияния на транспортно-эксплуатацион-

ные показатели дорожного покрытия различных

типов грузовых автомобилей (33т, 60т, 72т и 90т).

Анализ влияния на покрытие различных нагрузок

выполнялся с использованием метода моделирова-

ния с применением теории линейной упругости для

многослойных конструкций. Особое внимание

было уделено следующим четырем параметрам:

максимальные горизонтальные напряжения растя-

жения в подошве связных слоев, максимальные

вертикальные напряжения сжатия в верней части

несвязных слоев, максимальные вертикальные

напряжения сжатия на поверхности земляного по-

лотна, вертикальная осадка земляного полотна под

воздействием нагрузки от разных грузовых автомо-

билей. Результаты расчетов напряжений показали,

что при отсутствии восстановительных мер струк-

турные слои существующей дорожной конструк-

ции подвержены быстрому разрушению даже под

воздействием самого легкого из расчетных грузо-

вых автомобилей, однако применение имеющихся

решений по восстановлению дороги приведет к

снижению риска развития остаточных деформаций

до допустимого уровня. Сравнительный анализ ре-

зультатов определения осадки земляного полотна

свидетельствует о значительном ее увеличении на

ослабленном земляном полотне по причине «вы-

давливания» воды через трещины в покрытии под

действием тяжелых транспортных нагрузок, грузо-

вые автомобили, движущиеся в колонне, еще более

усиливают это эффект. Влияние более тяжелых гру-

зовых автомобилей четко прослеживается по ре-

зультатам расчета осадки земляного полотна. Эта

величина для грузового автомобиля грузоподъем-

ностью 60т примерно на 25% выше по сравнению с

33-тонным автомобилем. Величина осадки земля-

ного полотна под воздействием 72-тонного и 90-

тонного грузовых автомобилей примерно на 50%

выше, чем 33-тонного [6].

В рамках исследований, проведенных в Фин-

ляндии, на примере двух опытных участков, в усло-

виях изменения интенсивности движения изуча-

лось влияние различных вариантов грузопотока

(автомобили грузоподъемностью 60, 72, 90 т), по-

лучены противоречивые данные. Анализ результа-

тов позволил, например, отметить, что длиннобаз-

ные и более тяжелые автомобили вызывают боль-

шие деформации на границе земляное полотно-

дорожная одежда, а напряжения в верхних слоях

при движении 72 и 90-тонных автомобилей ниже по

сравнению с 60-тонным [7]. В работах российских

исследователей отмечается отрицательное влияние

торможения большегрузных автомобилей на устой-

чивость верхнего слоя дорожного покрытия. При-

мером такого негативного воздействия является так

называемая «гребенка» на автобусных остановках

[10].

В работе еще одного российского автора была

предложена математическая модель воздействия

транспортных средств с повышенными нагрузками

на автодорожное покрытие, с учетом динамики

процессов, установлена взаимосвязь возникнове-

ния критических режимов работы дорожных кон-

струкций и скоростей движения автотранспорта, с

учетом явления резонанса, изучены вопросы влия-

ния перегруза автомобилей на возникновение ава-

рийных ситуаций [2].

Вероятность образования пластических дефор-

маций в нежестких дорожных одеждах, как отмеча-

ется в работах профессора Корсунского, увеличи-

вается при осевых нагрузках свыше 120 кН, а даль-

нейший рост осевой нагрузки до 130 кН, приводит

к повышению этой вероятности в два-три раза, что,

в свою очередь, диктует необходимость индивиду-

ального проектирования конструкции дорожных

одежд под конкретные условия [3].

Комплексные исследования проблемных

участков автомобильных дорог, где нарушена ров-

ность покрытия, либо имеет место высокая дефор-

мированность были выполнены в Алтайском крае.


Экспериментальная часть исследований осуществ-

лялась методом статического нагружения колесом

автомобиля, в результате разработаны рекоменда-

ции по ограничению интенсивности и состава дви-

жения в неблагоприятные периоды года [11].

Аналитическое исследование воздействия раз-

личных автомобилей на дорожные конструкции

провел W. Zahnmasser в Мюнхенском техническом

университете на основе работ Eisenmann J. и Lempe

U. Исследовались напряжения и деформации до-

рожной одежды в зависимости от нагрузки на ось

автопоезда, схемы расположения колес, давлений

при контакте шины с покрытием, межосевого рас-

стояния, распределения нагрузки между осями,

наличия сдвоенных колес [8].

В большинстве стран, сообразно с состоянием

транспортной сети, рост доли транспортных

средств с повышенными осевыми и погонными

нагрузками сдерживается различными законода-

тельными и нормативными актами, совместно с ко-

торыми действует система контроля за весовыми и

габаритными параметрами автотранспорта; также,

с целью обеспечения сохранности дорожных

одежд, осуществляются сезонные ограничения для

движения транспортных средств. Приведенные

данные комплексных исследований, результаты

экспериментальных работ, теоретические выводы

дают возможность судить о наличии тесной взаи-

мосвязи между повышенными динамическими

нагрузками и состоянием дорожных одежд совре-

менных автодорог. Однако, широкий спектр смеж-

ных вопросов, выявленных в результате анализа ре-

зультатов, противоречивость полученных данных,

недостаточно полное изучение всех аспектов про-

блемы, необходимость учета большего числа до-

полнительных факторов влияния, отсутствие пол-

ноценного методического обеспечения для реше-

ния ряда практических задач не дают возможности

поставить окончательную точку в данном исследо-

вании.


1. Богуславский А.М., Богуславский Л.А. Ос-

новы реологии асфальтобетона / Под ред. проф.

Н.Н. Иванова. - М., 1972. - 200 с.

2. Исаев И. А. Получение, трансформация, ана-

лиз информации о массе движущихся большегруз-

ных дорожных транспортных средств // Молодой

ученый. – 2015. – №9. – С. 1489-1495.

3. Красиков О.А. Особенности расчета и

оценки прочности нежестких дорожных одежд на

существующие расчетные осевые нагрузки, 2015. –

Режим доступа: http://rosdornii.ru/files/28-07-

2015/9.pdf

4. Осиновская В. А. Обоснование величины

расчетной скорости движения автомобилей при

проектировании нежестких дорожных одежд с уче-

том их вибрационного нагружения. // Известия

КГАСУ, 2011, №3(17).

5. Осиновская В. А. Разработка теории вибра-

ционного разрушения нежестких дорожных одежд

и путей повышения их долговечности. Авторефе-

рат диссертации на соискание ученой степени док-

тора технических наук. Москва, МАДИ, 2011.

6. Оценка влияния тяжелых грузовых автопе-

ревозок. Виртуальная симуляция - Изучение в рос-

сийской части Баренц региона. Технический отчет.

П. Варин, А. Матинтупа, Т. Сааренкето. – Архан-

гельск, 2012.

7. Оценка влияния тяжелых грузовых автопе-

ревозок – Изучение в Финляндии (а/д HW4, Баренц

регион, Финляндия). Технический отчет. Т. Саарен-

кето, Т. Херронен, А. Матинтупа, П. Варин, А. Пел-

тониеми-Тайвалкоски. – Архангельск, 2011.

8. Смирнов А.В., Александров А.С. Механика

дорожных конструкций: Учебное пособие. – Омск:

СибАДИ, 2009. – 212 с.

9. Телегин М.Я, Корсунский М.Б., Зельмано-

вич М.С. Работоспособность и межремонтные

сроки службы нежёстких дорожных одежд. - М.:

Автотрансиздат, 1956. - 167 с.

10. Транспортно-эксплуатационные качества

автомобильных дорог и городских улиц [Электрон-

ный ресурс]: учебное пособие: самост. учеб. элек-

трон. изд. / К. Е. Вайс; Сыкт. лесн. ин-т. – Электрон.

дан. – Сыктывкар: СЛИ, 2013. – Режим доступа:

http://lib.sfi.komi.com.

11. Черепанов Б.M., Бодосова Т.С., Моисеева

О.Л., Хоменко В.А., Казанцев В.Г. Оценка несущей

способности дорожных конструкций эксплуатиру-

емых автомобильных дорог в грунтовых условиях

Алтайского края. // Ползуновский вестник, №1/2,

2012

УДК 004

Лешков Илья Игоревич

магистрант

Камчатский государственный технический университет

ОПРЕСНЕНИЕ СОЛЕНОЙ ВОДЫ

Leshkov Ilya Igorevich

undergraduate

Kamchatka state technical University

SALT WATER DESALINATION

Аннотация.


Одной из глобальных проблем современной цивилизации является нехватка пресной воды. Мировые

океаны неисчерпаемы, но такую воду нельзя использовать ни для каких сфер экономики, ни для нужд че-

ловека. Ежегодно миллионы людей страдают от нехватки пресной воды. Морская вода имеет высокую

концентрацию различных примесей и считается соленой. Одним из основных показателей состава воды

для питьевых и хозяйственных нужд является ее соленость.

Abstract.

One of the global problems of modern civilization is the lack of fresh water. The world's oceans are inex-

haustible, but such water can not be used for any sectors of the economy or for human needs. Every year millions

of people suffer from lack of fresh water. Sea water has a high concentration of various impurities and is consid-

ered salty. One of the main indicators of water composition for drinking and household needs is its salinity.

Ключевые слова: пресная вода, соленость, морская вода, состав воды, опреснение.

Key words: fresh water, salinity, sea water, water composition, desalination.

Для уменьшения содержания в воде растворен-

ных солей производят ее обессоливание (деиониза-

цию или деминерализацию). Для очень солонова-

тых (засоленных) вод этот процесс называется

опреснением. В анализе воды солесодержание ха-

рактеризуется показателями общая минерализация

и сухой остаток. Методика определения этих пара-

метров различна, и обычно они отличаются на 5-

10%.

Согласно нормативам СанПиН 2.1.4.1074-01

"Питьевая вода. Гигиенические требования к каче-

ству воды", общая минерализация и сухой остаток

не должны превышать 1000 мг/л.

При более высокой минерализации вода при-

обретает солоноватый или солоновато-горьковатый

привкус. Повышенное содержание отдельных со-

лей в питьевой воде может быть вредно для здоро-

вья. Например, вода с высокой концентрацией

натрия не рекомендуется людям, склонным к ги-

пертонии, повышенное содержание кальция увели-

чивает риск образования тромбов, хлориды могут

негативно влиять на работу системы пищеварения,

а сульфаты вызывать слабительный эффект.

Воду с высоким солесодержанием не рекомен-

дуется подавать на бытовую технику - бойлеры, по-

судомоечные и стиральные машины. Соли обра-

зуют труднорастворимые минеральные отложения

на деталях оборудования, что может приводить к

неисправностям в работе.

Уменьшения концентрации солей в воде

можно добиваться несколькими способами:

1. термическим;

2. ионообменным;

3. мембранным;

4. обратным осмосом;

5. электродиализом;

6. комбинированным.

Самые первые установки обессоливания воды

(дистилляты) появились при термическом методе –

перегонка, выпарка, дистилляция. В основе про-

цесса лежит перевод воды в фазу пара, с последую-

щей конденсацией. Чтобы испарить воду нужно

подвести тепло, а чтобы сконденсировать пар –

тепло нужно отвести. При получении пара в нем

вместе с молекулами воды содержатся и молекулы

растворенных солей, которые образуются в соот-

ветствии с их летучестью. Важнейшее преимуще-

ство данного метода – минимальное количество ис-

пользуемых реагентов и небольшой объем твердых

отходов. Сегодня выпарные установки включаются

в ионообменные и реагентные схемы, что позволяет

оптимизировать расходы тепла и реагентов.

Метод дистилляции основан на выпаривании

воды и последующей конденсации образующегося

пара. Основной недостаток метода – очень большие

затраты на электроэнергию. Поэтому дистилля-

торы-испарители целесообразно использовать,

если потребность в очищенной воде очень низкая,

например, в небольших лабораториях.

При очистке соленой воды из скважины для

уменьшения минерализации воды использу-

ются системы обратного осмоса. Большая часть

растворенных солей (около 90-99%) задерживается

мембраной и сливается в дренаж, а вода с понижен-

ным содержанием солей поступает к потребителю.

Помимо снижения минерализации, установки

обратного осмоса удаляют цветность воды, ее жест-

кость, концентрацию органических веществ, же-

леза, марганца, нитратов и нитритов, тяжелых ме-

таллов и других примесей.

В настоящее время изучено множество спосо-

бов очистки морской воды от солей с помощью хи-

мических, физических и биологических методов.

Современные компании по водоочистке предла-

гают 5 основных способов опреснения воды.

Обратный осмос для морской воды. Это наибо-

лее эффективный и выгодный метод опреснения

морской воды осмосом. Отличием обратного ос-

моса для опреснения морской воды от обычного яв-

ляется другой тип мембран с давлением 25-60 атмо-

сфер, предназначенных для очистки воды из миро-

вого океана. Такие мембраны имеют другую

структуру и наиболее эффективны для опреснения

морской воды обратным осмосом. Поток солевой

воды под определенным давлением пропускают че-

рез полупроницаемые мембраны, после которых

выходит потом пермеата и концентрата. Для долгой

службы мембранных элементов используется блок

дозации ингибитора осадкообразования и последу-

ющей химической мойки.

Дистилляция. Принцип данного метода осно-

ван на выпаривание воды. На специальных уста-

новках по опреснению морской воды в процессе

нагревания происходит разделение объема исход-

ной воды на пар (дистиллят) и концентрированный

раствор, в котором остались все примеси. Такой

способ имеет ряд недостатков, которые ограничи-

вают его использование. В условиях гигантского

http://www.osmos.ru/prom/vodopodgotovka_info/normativy/pitjevaya_voda_sanpin_214_1074_01.html



http://www.osmos.ru/house/equipment.html

https://diasel.ru/shop/osmos/

https://diasel.ru/shop/osmos/


промышленного производства это высокие энерге-

тические затраты для выпаривания больших объе-

мов воды, размеры оборудования, которые зани-

мают много места, дополнительная система утили-

зации концентрированного остатка.

Ионный обмен. Основным показателем соле-

ности воды является содержание NaCl. Для очистки

воды от поваренной соли применяются фильтры с

ионообменной смолой. Ионы Na+ заменяются

ионами водорода H+, а ионы Cl- на OH-. Такой про-

цесс опреснения морской воды применяется в усло-

виях низкой концентрации соли до 2,5 г/л. Еще од-

ним недостатком фильтров по очистке морской

воды является большой расход реагентов, которые

используются в фильтрах.

Замораживание, в т.ч. газогидратный метод.

Процесс опреснения из морской воды основан на

естественном вымораживании пресной воды в при-

родных условиях. В первую очередь образуется лед

из чистой воды, через который далее прогоняют

специальный газ. Он помогает очистить воду остав-

шегося соленого раствора. Однако для широкого

использования этот метод очистки соленой воды не

походит, по причине дорогостоящего оборудова-

ния огромных масштабов.

Электродиализ. Поток воды прогоняется через

заряженные мембраны, которые изготовлены из

ионообменных смол. С одной стороны расположен

катод (отрицательно заряженный), к которому дви-

жутся катионы. На противоположной стороне -

анод (положительно заряженный), для притягива-

ния анионов. Внутри специальной камеры катиони-

товые мембраны пропускают только катионы, а

анионитовые соответственно анионы. Под дей-

ствием электрического тока в итоге получается де-

ионизованная вода и 2 потока концентрированного

раствора. Ионообменные мембраны имеют высо-

кую селективность и долгий срок эксплуатации.

Однако энергозатраты установки опреснения мор-

ской воды путем электродиализа варьируются

прямо пропорционально содержанию в воде солей

(чем выше минерализация воды, тем требуется

больше энергии для ее очистки). Такие станции

опреснения морской воды предназначены для ма-

ленькой производительности при содержании со-

лей не более 10 г/л.

Многие страны не имеют доступ к ледникам, в

которых сосредоточена большая часть пресной

воды. Загрязнение подземных источников водо-

снабжения уменьшают количество ресурсов для их

возможного потребления. Поэтому единственным

решением для их проблемы является опреснение

морской и использованной воды.

В процессе опреснения соленой воды происхо-

дит удаление солей до необходимого уровня. Обес-

соленную воду можно применять в питьевых и тех-

нологических целях.

Основные направления, где используют уста-

новки по опреснению морской воды:

Промышленные предприятия, для технологи-

ческого процесса которых требуются большие объ-

емы пресной воды;

В аграрном хозяйстве, где для полива расте-

ний, содержания животноводческого комплекса и

приготовления раствора для удобрений необхо-

димо использование чистой пресной воды;

Для получения пресной воды на нефтяных

платформах в мировом океане. Постоянное снабже-

ние работников и оборудования водой с континента

невозможно в сложных условиях морей и океанов;

Для кораблей дальнего плавания и подводных

лодок. Для обеспечения моряков всем необходи-

мым в условиях длительных командировок в от-

крытое море важно учитывать необходимость в чи-

стой воде для питья, приготовления пищи и хозяй-

ственно-бытовых нужд. Также обессоленная вода

применяется в парогенераторах и для охлаждения

двигателей.

Очистка соленой воды из скважины. Очень ча-

сто в регионах, находящихся на морском побережье

или прилегающих к нему (Ставропольский край,

Ростовская обл. и другие) даже из скважин идет со-

леная вода. Необходимо устанавливать фильтры

очистки соленой воды для получения питьевой

воды в доме или на предприятии.

Большинство развитых стран, которые шагают

в ногу с научным прогрессом, используют для

своих промышленных предприятий целые станции

по опреснению морской воды. Россия находится на

первом месте по запасам пресной воды, однако ос-

новные источники сосредоточены в северной части

страны. Южные районы, где 90% территории за-

нято в аграрном комплексе, страдают от дефицита

воды, пригодной для сельского хозяйства.


1. БоломерДж.В.,Коллинс Р. А.,Эйби-

линг Д. А. Полевые испытания солнычных опрес-

нителей морской воды. В.кн.: Опреснение соленых

вод. М., 1963.

2. Карелин, Ф. Н. Обессоливание воды обрат-

ным осмосом / Ф. Н. Карелин. — М. : Стройиздат,

1988. — 208 с.

3. Очилов Л. И., Абдуллаев Ж. М. Изъятие

пресной воды из подземных грунтовых вод при по-

мощи гелиоустановки водонасосного опреснителя

// Молодой ученый. — 2015. — №10. — С. 274-277.

— URL https://moluch.ru/archive/90/17849/ (дата об-

ращения: 10.09.2019).

4. Соколова О.В. Эколого-экономическое

обоснование использования шахтных вод при лик-

видации угледобывающих предприятий Восточ-

ного Донбасса. — Автореф. диссертации канд.

экон. наук. — М., 2018. — 25 с.

5. Щадов В.М., Агапов А.Е., Каплунов Ю.В.,

Навитний А.М. Научно-технические разработки по

охране водных ресурсов и очистке сточных вод в

угольной промышленности: Обзор — М., 2013. —

116 с.

Сolloquium-journal №22(46), 2019

Część 1

(Warszawa, Polska)

ISSN 2520-6990

ISSN 2520-2480

Czasopismo jest zarejestrowane i publikowane w Polsce. W czasopiśmie publikowane są artykuły ze wszystkich dziedzin naukowych. Czasopismo pub-likowane jest w języku angielskim, polskim i rosyjskim.

Częstotliwość: 12 wydań rocznie. Wszystkie artykuły są recenzowane

Bezpłatny dostęp do wersji elektronicznej dziennika. Wysyłając artykuł do redakcji, Autor potwierdza jego wyjątkowość i bierze na siebie pełną odpowiedzialność za ewentualne

konsekwencje za naruszenie praw autorskich Zespół redakcyjny

Redaktor naczelny - Paweł Nowak Ewa Kowalczyk

Rada naukowa Dorota Dobija - profesor i rachunkowości i zarządzania na uniwersytecie Koźmińskiego

Jemielniak Dariusz - profesor dyrektor centrum naukowo-badawczego w zakresie organizacji i miejsc pracy, kierownik katedry zarządzania Międzynarodowego w Ku.

Mateusz Jabłoński - politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki.

Henryka Danuta Stryczewska – profesor, dziekan wydziału elektrotechniki i informatyki Politechniki Lubelskiej.

Bulakh Iryna Valerievna - profesor nadzwyczajny w katedrze projektowania środowiska architektonicznego, Kijowski narodowy Uniwersytet budownictwa i architektury.

Leontiev Rudolf Georgievich - doktor nauk ekonomicznych, profesor wyższej komisji atestacyjnej, główny naukowiec federalnego centrum badawczego chabarowska, dalekowschodni oddział rosyjskiej akademii nauk

Serebrennikova Anna Valerievna - doktor prawa, profesor wydziału prawa karnego i kryminologii uniwersytetu Moskiewskiego M.V. Lomonosova, Rosja

Skopa Vitaliy Aleksandrovich - doktor nauk historycznych, kierownik katedry filozofii i kulturoznawstwa

Pogrebnaya Yana Vsevolodovna - doktor filologii, profesor nadzwyczajny, stawropolski państwowy Instytut pedagogiczny

Fanil Timeryanowicz Kuzbekov - kandydat nauk historycznych, doktor nauk filologicznych. profesor, wydział Dziennikarstwa, Bashgosuniversitet

Kanivets Alexander Vasilievich - kandydat nauk technicznych, docent wydziału dyscypliny inżynierii ogólnej wydziału inżynierii i technologii państwowej akademii rolniczej w Połtawie

Yavorska-Vіtkovska Monika - doktor edukacji , szkoła Kuyavsky-Pomorsk w bidgoszczu, dziekan nauk o filozofii i biologii; doktor edukacji, profesor

Chernyak Lev Pavlovich - doktor nauk technicznych, profesor, katedra technologii chemicznej materiałów kompozytowych narodowy uniwersytet techniczny ukrainy „Politechnika w Kijowie”

Vorona-Slivinskaya Lyubov Grigoryevna - doktor nauk ekonomicznych, profesor, St. Petersburg University of Management Technologia i ekonomia

«Сolloquium-journal» Wydrukowano w «Chocimska 24, 00-001 Warszawa, Poland»

E-mail: [email protected] http://www.colloquium-journal.org/

Documents

ISSN 2520-6990 - Colloquium-journal · ISSN 2520-6990 ISSN 2520-2480 Сolloquium-journal №22 (46), 2019 zęść 1 (Warszawa, Polska) zasopismo jest zarejestrowane i publikowane