CC BY
15
Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:
Власов Д. А. ШоИтат-технологии в обучении теории игр и теоретико-игровом моделировании социально-экономических ситуаций. — Системные технологии. — 2018. — № 28. — С. 13—18.
WOLFRAM-TECHNOLOGIES IN TRAINING OF THE GAMES THEORY
AND GAME-THEORETIC SIMULATION OF SOCIAL AND ECONOMIC SITUATIONS
Vlasov D.A., Plekhanov Russian University of Economics
Abstract
In article results of design of maintenance of a subject matter «The games theory: basic level». The didactic conditions promoting implementation of an application-oriented professional directivity of a study of discipline in the conditions of implementation of new Wolfram-technologies are given. The constructed game-theoretic models were probed on the basis of Wolfram-technologies and received informative economic and methodical interpretation.
Selected five organizational and didactic conditions allow to provide methodically expedient switching on of Wolfram-technologies in practice of training of the games theory and to game-theoretic simulation..
Keywords:
wolfram, games theory, simulation, gaming model, mathematical preparation, visualization
Date of receipt in edition: 16.09.18 Date of acceptance for printing: 19.09.18
УДК 666.97.033.16
ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ПРИ УДАРНО-ВИБРАЦИОННОМ ФОРМОВАНИИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ
В.Г. Васильев
ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет»
Аннотация
В работе приводятся результаты экспериментов по уплотнению бетонных смесей в формах, свободно устанавливаемых через упругие прокладки на рабочем столе виброплощадки. Показано, что формование изделий из бетона в неукрепленной форме позволяет путем выбора параметров колебательной системы «рабочий орган — упругий элемент — форма с бетонной смесью» реализовывать оптимальные режимы уплотнения.
Ключевые слова:
вибрационное формование, форма с бетонной смесью, виброплощадка, упругий элемент, частота колебаний, ускорение История статьи: Дата поступления в редакцию 16.08.18
Дата принятия к печати 19.08.18
Выбор параметров колебательной системы при ударно-вибрационном формовании..
Изготовление изделий из бетона и железобетона с высокими показателями плотности и однородности во многом определяется совершенством формовочных машин и используемыми режимами воздействий на уплотняемую бетонную смесь [1-3].
В процессе формования железобетонных изделий на вибрационных площадках в заводских условиях из-за ненадежности крепления формы к вибростолу, несогласования статических моментов дебалансов и других факторов могут происходить соударения формы о поверхность вибростола.
В работах [3-5] показано, что при формовании железобетонных изделий в формах, свободно (без крепления) устанавливаемых на виброплощадках через упругие элементы (прокладки), при соответствующем выборе параметров колебательной системы «вибростол — упругий элемент — форма с бетонной смесью» можно существенно повысить эффективность виброформования изделий. Теоретические предпосылки учета взаимодействия элементов колебательной системы при уплотнении бетонных смесей на виброплощадках рассмотрены в работах [3, 6].
В данной работе приводятся результаты экспериментов по вибрационному уплотнению бетонных смесей в формах, свободно устанавливаемых на виброплощадку через упругие прокладки, при варьировании параметров системы «вибростол — упругий элемент — форма со смесью».
В экспериментах использовались виброплощадки с гармоническими колебаниями. Для реализации встречного движения поверхности виброплощадки и формы, определяющих ударный режим, большую роль играет выбор соотношения масс вибрирующих частей площадки и формы, упругих параметров и размеров прокладок [3, 6]. При определенных параметрах системы форма с бетонной смесью будет отрываться от поверхности вибростола и соударяться с ней. При формовании крупноразмерных изделий следует также учитывать особенности распространения фронта волны по толщине изделия [7, 8].
Важнейшим параметром системы «рабочий орган — упругий элемент - форма со смесью», как это отмечалось [6, 8], является коэффициент упругости (жесткость) прокладки. Этот коэффициент (С) определяется формой, размерами и динамическим модулем упругости материала, из которого изготовлена прокладка. В заводских условиях обычно в качестве прокладок рекомендуют применять листы из резины или пластмассы [5, 9].
Диапазон изменения жесткости прокладок, применяемых для виброплощадки грузоподъемностью 1,2 т, определялся формулой:
„ (1,7...2,6 )МгМ2 _
С =-,Н/м, (1)
м1+м2 ' у ;
где М1 и М2 — масса формы с бетонной смесью и масса рабочего органа (вибростола).
В экспериментах соотношение М /М изменялось в пределах от 1:2 до 1:5. Требуемую площадь опи-рания прокладок 5 определяли исходя из расчетной жесткости С, величины динамического модуля упругости Е материала, используемого в качестве прокладки, и выбранной толщины по формуле:
С = — (2)
Выбор резиновых прокладок в зависимости от массы формы, марки резины для различных частот вынуждающей силы производился из номограмм, приведенных в работе [6].
Исследования процесса взаимодействия формы со смесью и рабочей поверхностью виброплощадки проводились в формах размерами 10х10х10 см, 20х20х20 см и 450х450х900 см. Осциллограммы импульсов колебаний формы и вибростола, возникающие при соударениях, фиксировались методом го-лографической интерферометрии [10]. Кроме этого, в экспериментах измерялись величины ускорений формы при различных параметрах колебательной системы.
Характер и величина импульсов при соударениях формы с поверхностью виброплощадки зависят прежде всего от режимов колебаний вибростола, определяющихся величиной статического момента
дебалансов К, от жесткости упругих элементов и от соотношения вибрирующих масс М/М [3, 6, 8].
В зависимости от этих факторов, соударение происходит в каждом периоде, через период, через 3 периода колебания рабочего органа. В наших экспериментах исследовались режимы с устойчивыми ударами, при которых происходило одно соударение за 1 период изменения вынуждающей силы.
Исследования влияния жесткости прокладок на частоту колебаний, при которой реализуется ударно-вибрационный режим колебаний, проводились при фиксированной массе формы с бетонной смесью М1 = 900 кг. В опытах применяли прокладки с модулем упругости, равным 6,3 МПа. При различных величинах площади опирания прокладок 5 их жесткость С составляла: = 0,20 м2 С1 = 3,5-106 Н/м;
= 0,48 м2 С2 = 8,6-106 Н/м;
53 = 0,75 м2 С3 = 13,6-106 Н/м.
Полученные результаты представлены на рис.1.
1Гц 100 75 50 25
3 ¿г °
1
3,5 7,0 10,5 %.0 С-10. Н/м
Как видно из рис. 1, с увеличением жесткости прокладок частота устойчивых соударений формы о вибростол существенно увеличивается, что свидетельствует о высокой чувствительности колебательного режима системы «рабочий орган — упругий элемент — форма со смесью» от жесткости упругого элемента. Так, увеличение жесткости прокладки с 3,52-106 до 13,4 106 Н/м приводит к увеличению частоты колебаний, при которых происходят соударения рабочего стола с формой, в среднем в 1,75 раза. Необходимо также учитывать, что в зависимости от жесткости контакта формы с вибростолом существенно изменяется амплитудно-частотный спектр колебаний, распространяющихся в бетонной смеси, который определяет интенсивность процесса виброуплотнения [8].
Следовательно, путем изменения жесткости прокладок и статического момента дебалансов можно существенно изменять частоту соударений формы о рабочий стол виброплощадки, формировать спектр частот, передающихся в бетонную смесь, создавая оптимальный режим формования железобетонных изделий.
Как известно [2, 9], одним из основных критериев технической оценки эффективности работы вибрационной машины является максимальное ускорение колебаний формы с бетонной смесью в момент соударения с рабочим столом виброплощадки.
Исследования по определению влияния соотношения масс Мг/М2 и статического момента К дебалансов виброплощадки на величину ускорения формы А, которое она получает при взаимодействии с рабочим органом через упругую прокладку, проводились при фиксированной жесткости прокладки, равной 1,7-106 Н/м. Параметры статического момента массы дебалансов принимали следующие значения: К — 3,52; 6,18; 9,1; 13,4-103 Н-м. Соотношения М/М выбирались равными 0,4; 1,0; 1,5; 2,0 (за счет изменения массы формы с бетонной смесью). Результаты экспериментов представлены на рис. 2.
Рис. 1. Влияние жесткости прокладок С на частоту колебаний £ при которой происходят соударения рабочего стола с формой. Статические моменты К массы дебаланса: 1 — 3, 52 103 Нм; 2 — 6, 18 103 Нм; 3 — 13, 4 103 Нм.
Выбор параметров колебательной системы при ударно-вибрационном формовании...
Как видно из рис. 2, величина ускорения формы в момент контакта с виброплощадкой при варьировании параметров системы «рабочий орган -упругий элемент - форма» изменяется в широком диапазоне. При увеличении массы формы с бетонной смесью величина ускорения формы в момент контакта с вибростолом закономерно уменьшается. При массе формы со смесью в 2 раза больше, чем масса рабочего органа (M/M = 2), величина ускорения формы находится в пределах 4,5g...9g в зависимости от величины статических моментов масс де-балансов.
При равенстве массы формы с бетонной смесью и массы рабочего органа, (M IM = 1), составляющих 900 кг, величина ускорения формы в момент соударения изменяется в пределах от 7g до 11g. В случае легких форм (M/M = 0,4) пиковые значения ускорения достигают 11g и более.
Следует отметить, что с увеличением статического момента масс дебалансов при любых значениях соотношения масс формы и вибростола происходит увеличение ускорения формы. Результаты исследований показывают, что в случае использования легких форм можно получать большие ускорения ее движения в процессе формования железобетонных изделий.
Таким образом, формование изделий из бетона и железобетона в формах, свободно устанавливаемых через упругие прокладки на виброплощадке и создание условий для соударения формы через упругий элемент о поверхность стола, позволяют путем изменения параметров колебательной системы «рабочий орган — упругий элемент — форма с бетонной смесью» реализовывать оптимальные режимы уплотнения бетонных смесей.
Полученные результаты открывают новое направление в развитии и совершенствовании виброформовочных машин без крепления формы, так как при этом отпадает необходимость в крепежных приспособлениях, зачастую работающих недостаточно надежно, упрощается конструкция и снижается металлоемкость машины.
ЛИТЕРАТУРА
1. Савинов О.А., Лавринович Е.В. Вибрационная техника уплотнения и формования бетонных смесей. Л.: Строй-издат, 1986. 278 с.
2. Гусев Б.В., Зазимко В.Г. Вибрационная технология бетона. Киев: Будивельник, 1991. 158 с.
3. Васильев В.Г. Выбор оптимальных параметров ударно-вибрационных площадок II Механизация строительства. 2015. № 11. С. 30-33.
4. Ребю П. Вибрирование бетона. — М.: Стройиздат, 1970. 256 с.
5. Шмигальский В.Н. Формование изделий на виброплощадках. — М.: Стройиздат, 1968. 104 с.
6. Зиновьев Е.Г. Формование крупноразмерных железобетонных изделий с применением управляемых режимов виброуплотнения: дис....канд. техн. наук. М., 1989. 257 с.
А„. м/с
125
2
100
75
50
/
V?
0,5 1,0 1,5 2,0 МУМ2
'2
Рис. 2. Зависимость ускорения Аформы с бетонной смесью при соударении о вибростол от соотношения масс М/М2. Статические моменты К массы дебаланса: 1 — 3, 52 103 Нм; 2 — 6, 18 103 Нм; 3 - К = 9,1103 Нм; 4 — 13, 4 103 Нм.
7. Осмаков С.А., Брауде Ф.Г. К вопросу о динамике вибрирования столба бетонной смеси. — В кн.: Теория формования бетона. — М.: НИИЖБ, 1969. С. 172-179.
8. Теличенко В.И., Васильев В.Г. Исследование спектра импульсов в бетонной смеси при ударно-вибрационном формовании. Научно-теоретический журнал Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2017. № 4. С. 80-85.
9. Пособие по технологии формования железобетонных изделий (к СНиП 3.09.01-85) / Гусев Б.В., Аксельрод Е.З., Звездов А.И., и др. М., Стройиздат. 1988. 111 с.
10. Зиновьев Е.Г. Разработка методики исследований системы «машина — среда» при реализации различных колебаний / Зиновьев Е.Г., Васильев В.Г., Парфенов Е.П. Моск. ин-т коммун. хоз-ва и строит. М., 1999. 12 С. - Деп. ВИНИТИ, № 745-В99.
Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:
В.Г. Васильев. Выбор параметров колебательной системы при ударно-вибрационном формовании железобетонных изделий. — Системные технологии. — 2018. — № 28. — С. 18—22.
CHOICE OF PARAMETERS OF THE VIBRATIONAL SYSTEM IN SHOCK-VIBRATION FORMATION
OF REINFORCED CONCRETE PRODUCTS
V.G.Vasiliev
VO «National Research Moscow State University of Civil Engineering»
Abstract
Keywords:
vibration molding, form with concrete mixtures, vibration platform, elastic element, vibration frequency, acceleration Date of receipt in edition: 16.08.18 Date of acceptance for printing: 19.08.18
The paper presents the results of experiments on the compaction of concrete mixtures in forms freely installed through elastic gasket on the desktop of the vibration platform. It is shown that the molding of concrete products in unfixed form allows by selecting the parameters
of the oscillating system «working body — elastic element — form with concrete mixture» to realize the optimum compaction modes.
