Registration Number
0825U003071, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
12-08-2025
popup.evolution
.
Title
Enhancement of the Energy Efficiency of Machines for Compacting Construction Mixtures
Author
Volodymyr Sliusar,
popup.head Oleh Diedov
popup.opponent Oleksii Lanets
popup.opponent Andrii Zilinskyi
popup.review Maksym Vabishchevych
popup.review Yurii Maksymiuk
popup.rada
Kyiv National University of Construction and Architecture
Description
Дисертація присвячена вирішенню науково-прикладної проблеми вдосконалення енергетичних показників машин для ущільнення будівельних сумішей, зокрема вібраційних майданчиків, шляхом обґрунтування фізичних та математичних моделей, здійснених досліджень та на їх основі розробки алгоритмів розрахунку системи «вібромайданчик – ущільнююча суміш». Актуальність дослідження обумовлена значними енерговитратами в існуючих процесах вібраційного ущільнення та необхідністю забезпечення якості виробництва бетонних і залізобетонних виробів.
У роботі проведено аналіз існуючих конструкцій та технологічних параметрів вібраційних машин, визначено їх енергетичні характеристики та виявлено суттєві недоліки в існуючих емпіричних підходах до розрахунків. Запропоновано дискретно-континуальні математичні моделі системи «вібраційний майданчик – бетонна суміш», які враховують змінність фізико-механічних властивостей ущільнюваного середовища, а також сили опору, що діють на систему. Проведено аналітичні та експериментальні дослідження для різних режимів коливань (до резонансного, резонансного та за резонансного), встановлено залежності між амплітудою, частотою, енергією та ефективністю ущільнення.
Розроблена та виготовлена експериментальна установка дала змогу підтвердити теоретичні результати: відхилення між теоретичними та експериментальними даними не перевищували 15% у різних режимах. Визначено числові значення коефіцієнтів дисипативного опору, амплітуд коливань і динамічного модуля пружності бетонних сумішей. На основі отриманих результатів запропоновано методику вибору раціональних параметрів роботи вібраційних машин, яка дозволяє зменшити витрати енергії при збереженні високої якості ущільнення.
Об’єкт дослідження: процес вібраційного ущільнення бетонних сумішей вібромайданчиками.
Предмет дослідження: енергетичні та динамічні параметри процесу ущільнення сумішей вібраційними майданчиками.
Наукова новизна одержаних результатів:
Уперше:
- встановлені закономірності розподілу енергії на ущільнення бетонної суміші в залежності від її складу, режимів та параметрів коливань;
- отримані аналітичні залежності для визначення енергетичних показників та параметрів процесу ущільнення бетонних сумішей, що враховують їх фізичні властивості.
Вдосконалено:
- методику дослідження та визначення енергетичних показників процесу ущільнення бетонних сумішей
Отримали подальшого розвитку:
- методи дослідження та визначення динамічних параметрів вібромайданчиків.
Висновками дослідження є:
1. На основі оцінки енергетичних показників існуючих вібраційних машин для ущільнення бетонних сумішей встановлена суттєва відмінність їх числових значень в межах здійснених розрахунків.
2. Обґрунтована фізична та математична модель процесу ущільнення бетонної суміші вібраційним майданчиком на основі дискретної та континуальної систем «вібраційний майданчик – бетонна суміш».
3. Отримані аналітичні залежності для визначення енергії на коливання дискретної системи і дискретно-континуальної моделі із урахуванням сил опору дозволили встановити закономірності зміни енергії на коливання вібромайданчика із врахуванням впливу бетонної суміші.
4. Визначені раціональні зони ефективної вібраційної дії для різної висоти бетонної суміші при її ущільненні.
5. Розроблена і створена експериментальна установка вібраційного майданчика дозволила виконати дослідження для частот коливань 157 с-1, 241с-1, 314 с-1 для різних складів бетонних сумішей.
6. Встановлено зони впливу пружних, інерційних та дисипативних сил на динаміку вібраційного майданчика. Виявлено, що домінуючий вплив однієї з сил на коливальну систему багато в чому залежить від співвідношення висоти стовпа суміші і довжини хвилі.
7. Застосування конструктивної схеми із зосередженими параметрами можливо тільки в обмеженій зоні змінних параметрів системи «вібраційний майданчик – бетонна суміш», що обумовлено висотою стовпа бетонної суміші і частотою коливань в межах висоти суміші h = 0.29 м при загальній висоті суміші h = 0.36 м та частоти коливань 314 с-1.
8. Визначені числові значення коефіцієнтів дисипативного опору бетонної суміші, які знаходяться в межах 0.04 – 0.20, та динамічний модуль пружності межах (100 – 650)·104 Н/м2.
9. Розроблені рекомендації у вигляді алгоритмів вибору та розрахунку параметрів та енергетичних показників вібромайданчика, які передбачають варіацію параметрів з метою мінімізації витрат енергії на протікання процесу ущільнення бетонної суміші.
Ключові слова: вібраційна машина, бетонна суміш, енергетичні показники, дискретна модель, континуальна модель, рівняння руху, режими коливань, амплітуда коливань, частота коливань, енергія, потужність, критерії, швидкість розповсюдження хвиль, інтенсивність.
Registration Date
2025-07-21
popup.nrat_date
2025-07-21 / 2026-07-01
