vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2024-26-3-242-252vestniktgasu-1729Research ArticleПРОЕКТИРОВАНИЕ И СТРОИТЕЛЬСТВО ДОРОГ, МЕТРОПОЛИТЕНОВ, АЭРОДРОМОВ, МОСТОВ И ТРАНСПОРТНЫХ ТОННЕЛЕЙENGINEERING AND CONSTRUCTION OF ROADS, SUBWAYS, AIRDROMES, AND TUNNELSК вопросу вибродиагностики свободных колебаний балок методом ГерцаFree vibration measurement of beams using Hertz’s methodhttps://orcid.org/0000-0002-3632-5072КартопольцевВ. М.KartopoltsevV. M.

Картопольцев Владимир Михайлович, докт. техн. наук, профессор

634003, г. Томск, пер. Соляной, 24/1

Vladimir M. Kartopoltsev, DSc, Professor

24/1, Solyanoy Str., 634003, Tomsk

diamos@mail.ruООО «ДИАМОС»РоссияOOO “DIAMOS”Russian Federation202413062024263242252Copyright © Картопольцев В.М., 20242024Картопольцев В.М.Kartopoltsev V.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/1729Актуальность

Актуальность. Рассмотрены вопросы вибродиагностики свободных колебаний балок пролетных строений металлических мостов на основе общей теории соударения тел по методу Герца. Динамическое взаимодействие груза и балки при ударе учитывает инерционность и ускорение в процессе колебания тел и представляет актуальную контактную теорию упругости и упругопластического деформирования.

Цель работы

Цель работы. На основе численного решения контактной задачи способом Л.И. Маламента и общей теории малых упругопластических деформаций определить зависимости ударного воздействия груза о балку и характеристики контактного процесса соударения тел, их инерционность и ускорение во времени.

Результаты

Результаты. Совершенствуется механизм вычисления свободных колебаний балок пролетных строений мостов в условиях практической вибродиагностики, отвечающей современным требованиям теории колебания при динамическом воздействии нагрузки.

The paper deals with the problem of measuring free vibrations of metal bridge beams using the general theory of the body collision by Hertz’s method. The load-beam dynamic interaction considers inertia and acceleration in the oscillation process of bodies and presents an up-to-date contact theory of elasticity and elastoplastic deformation.

Purpose

Purpose: The aim of this work the numerical solution of the contact problem suggested by L.I. Malament and the general theory of small elastoplastic deformation, load/impact dependences of the beam, collision of bodies and their inertia and acceleration in time.

Research findings

Research findings: The measurement of free vibrations of bridge span beams is improved in practical conditions, which meet the modern requirements of the theory of vibrations under the dynamic load.

балкаудардеформациясоударениеинерционностьускорениескоростьbeamimpactdeformationcollisioninertiaaccelerationvelocityReferencesКириллов В.С. Эксплуатация и реконструкция мостов и труб на автомобильных дорогах. Москва : Транспорт, 1971. 196 с.Kirillov V.S. Operation and reconstruction of bridges and pipes on highways. Moscow: Transport, 1971. 196 p. (In Russian)Картопольцев В.М., Картопольцев А.В., Черепанов Д.Н. Совершенствование учебных программ углубленной подготовки специалистов транспортного строительства расширением уровней компетенций // Природные интеллектуальные ресурсы Сибири. (СИБРЕСУРС (29-2023) : доклады 29-й Международной научно-практической конференции. Томск : Изд-во ТУСУР, 2023. С. 34–73.Kartopoltsev V.M., Kartopoltsev A.V., Cherepanov D.N. Improvement of curricula for in-depth training of transport construction specialists by expanding the levels of competence. In: Proc. 29th Int. Sci. Conf. “Natural Intellectual Resources of Siberia”. Tomsk, 2023. Pp. 34−73. (In Russian)Дюве П., Кларк, Боненблюст К. Поведение длинных балок при ударной нагрузке. Механика. Москва : Изд-во иностранной литературы, 1950. С. 53–63.Duvet P. Clark, Bonenblust K. Behavior of long beams under shock load. Mechanics. Mos-cow, 1950. Pp. 53−63. (Russian translation)Рахматулин Х.А., Демьянов Ю.А. Прочность при интенсивных кратковременных нагрузках. Москва : Гос. изд-во физико-математической литературы, 1961. 399 с.Rakhmatulin H.A., Demyanov Yu.A. Strength under intense short-term loads. Moscow, 1961. 399 p. (In Russian)Койтер В.Т. Общие теоремы теории упругопластических сред. Москва : Изд-во иностранной литературы, 1968. 78 с.Koiter V.T. General theorems of the theory of elastoplastic media. Moscow, 1968. 78 p. (Russian translation)Гольдсмит Вернер. Удар. Теория и физические свойства соударяемых тел. Москва : Изд-во литературы по строительству, 1965. 430 с.Goldsmith Werner. Impact. Theory and physical properties of colliding bodies. Moscow, 1965. 430 p. (Russian translation)Рахматулин Х.А., Каримбаев Т.Дж., Байтелиев Т. Применение метода пространственных характеристик к решению задач по распространению упругопластических волн // Известия Академии наук Казахской ССР. Серия физико-математическая. 1973. № 1. С. 59–66.Rakhmatulin H.A., Karimbaev T.J., Baiteliev T. Spatial characteristics method in solving problems of elastoplastic wave propagation. Izvestiya Akademii nauk Kazakhskoi SSR. Ser. fizikomatematicheskaya. 1973; (l): 59−66. (In Russian)Gillis P.P., Kolly M. On the Determination of stress Strain. Strain-Rate Relations From Dynamic // Btam Tests ASME, 1969. P. 266–268.Gillis P.P., Kolly M. On the determination of stress strain. Strain-rate relations from dynamic. Btam Tests ASME, 1969. Pp. 266−268.Aspden R.J, Camble J.D. Proceedings Royal Society. London, Serions A, 1966. V. 278. 266 p.Aspden R.J, Camble J.D. Proceedings Royal Society. London, Ser. A, 1966; 278: 266.Галин А.П. Поперечные колебания балок и плит за пределом упругости под действием взрывных и ударных нагрузок // ПММ. 1953. Т. XVII. № 4. С. 84–96.Galin A.P. Transverse vibrations of beams and plates beyond elastic limit under explosive and shock loads. Prikladnaya matematika i mekhanikа. 1953; 17 (4): 84−96. (In Russian)Сэндерс Е.Л. Соотношение между напряжениями и деформациями в пластической области, основанной на линейных функциях напряжения // Механика. 1956. № 3 (37). С. 99–109.Sanders E.L. The relationship between stresses and deformations in the plastic region based on linear stress functions. Mechanics. 1956; 3 (37): 99−109.Фрейденталь А., Гейрингер Х. Математические теории неупругой сплошной среды : пер. с англ. Москва : Гос. изд-во физико-математической литературы, 1962. 432 с.Freudenthal A., Geiringer H. Mathematical theory of an inelastic continuous medium. Translated from English. Moscow, 1962. 432 p. (In Russian)Кильчевский Н.А. Теория соударения твердых тел. Киев : Наукова Думка, 1969. 246 с.Kilchevsky N.A. Theory of collision of solids. Kiev: Naukova Dumka, 1969. 240 p. (In Russian)Model R. Kombinationstrelo nanlines Stonnastisch Errington Schwingnngs – Sustems // ZAMM. 1978. № 58. 377 p.Model R. Kombinationstrelo nanlines Stonnastisch Errington Schwingnngs – Sustems. ZAMM. 1978; 58, 377.Бойко В.И. О соударении упругопластических тел // Украинский математический журнал. 1961. № 3. С. 16–20.Boyko V.I. On the collision of elastic-plastic bodies. Ukr. Matem. Journal. 1961; (3): 16−20. (In Russian)Батуев Г.С., Федосов А.А., Ефремов А.К. Соударение массивных тел при упругопластических деформациях в зоне контакта // Расчеты на прочность : сб. статей. Вып. 10. Москва : Машиностроение, 1964. С. 363–381.Batuev G.S., Fedosov A.A., Efremov A.K. Collision of massive bodies with elastic-plastic deformations in the contact zone. In: Strength Analysis. Moscow, 1964. Pp. 363−381. (In Russian)Беляев Н.М. Сопротивление материалов. Москва ; Ленинград : Гостехиздат, 1945. 751 с.Belyaev N.M. Resistance of materials. Moscow; Leningrad: Gostekhizdat, 1945. 751 p. (In Russian)Бидерман В.Л. Теория удара. Москва : Мащгиз, 1952. 73 с.Biderman V.A. Theory of impact. Moscow: Mashgiz, 1952. 73 p. (In Russian)Рахматулин Х.А. О распространении упругопластических волн при сложном нагружении // Прикладная математика и механика. Том XXII. Москва : Академия наук СССР, 1958. Вып. 6. С. 759–771.Rakhmatulin H.A. Elastoplastic wave propagation under complex loading. Prikladnaya matematika i mekhanikа. 1958; 22: 759−771. (In Russian)Булгаков Б.В. Колебания. Москва : Гостехиздат, 1954. 891 с.Bulgakov B.V. Fluctuations. Moscow: Gostekhizdat, 1954. 891 p. (In Russian)Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости. Москва : Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1975. 575 с.Timoshenko S.P., Goodyear J. Theory of elasticity. Moscow: Nauka, 1975. 575 p. (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.