Основната цел на настоящата статия е да се направи оценка на безопасността и експлоатационните качества на съществуващата структурна система чрез структурна оценка на якостта чрез безразрушителни тестове за структурата на плочи от стоманобетонни конструкции и анализ на причините за отказ на покривните плочи (RC). В тази статия са разгледани три случая на покривни плочи (двупосочна плоча, еднопосочна плоча) от три вили в Кувейт. Тези вили са построени през 2017, 2007 и 1997 г., съответно. Наблюдава се слабост в якостта на бетона и отклонението на покривите, а в някои от плочите и някои от гредите се появяват пукнатини. Тестовете (изпитване на натоварване, ядрен тест) бяха проведени съгласно ACI- 318, за да се знае, че съответстват на якостта на съществуващия бетон и дали е безопасно или не. В края на статията тестовете дадоха добри резултати, за да се оцени носимоспособността на стоманобетоновата конструкцията. Съществуват две основни причини за дефекти на две плочи: първо – некачествено изпълнение от страна на възложителя и несъответствието с изискваните технически спецификации, а втората причина са изчис- лителни грешки и недобър контрол от страна на строителния надзор.
2018 / 51 / 2 / Механика, сеизмичен риск Математика и физика
На базата на Ойлеровия гредови модел е изследвана динамичната устойчивост на еднослойна въглеродна нанотръба. Тръбата е ставно подпряна в двата си края. Числени резултати са получени при решения с три вида флуид. Чрез въвеждане на Винклерова еластична основа е отчетена коравината на полимера на матрицата, в която е вградена нанотръбата. Критичната скорост на всеки от изследваните флуиди е определена при различни коравини на тази основа.
Джърк (jerk) се нарича степента на изменение на ускорението. Това е векторна физична величина и нейната скаларна големина е също така третата производна по време на положението на тяло или възел от конструкция. Единицата за джърк е [дължина/време3] и може да се представи като втора производна на скоростта по време. Прекалено „джърково“ движение може да доведе до некомфортен престой в сгради, на мостове, при движение в превозни средства и при проектиране трябва да се редуцира влиянието на джърка. В тази статия са представени формули и графики за спектър на реагиране за джърковете, които трябва да бъдат взимани под внимание заедно с останалите спектри на реагиране (преместване, скорост и ускорение) при проектиране на строителни конструкции на динамични въздействия, включително земетръс.
В настоящия доклад е описан конструирания Експериментален модул за изследване на движението на стандартен коляно-мотовилков механизъм. Модулът се прикачва към Стенд за модулни изследвания на малките трептения на равнинни дискретни системи. Експерименталният модул включва тяло, извършващо ротация около неподвижна точка, равнинно движещ се прът и линеен лагер, моделиращ транслационно движещо се тяло. Вътрешните връзки между трите тела в механизма са ставни. Модулът позволява допълнително прилагане на еластична външна връзка към транслационно движещото се тяло. Ползва се задвижващата система на основния стенд, включваща стъпков мотор, компютър, драйвер и контролер. За снемане на кинематичните характеристики на движението отново се ползва записващата система на основния стенд. Разработена е компютърна програма в средата на Matlab за управление на стъпковия мотор, който завърта ротационно движещото се тяло по зададен от потребителя закон. Работата по проектирането и конструирането на експерименталния модул е част от едно пълно изследване на този характерен за техниката механизъм, включващо числена (анимация и графичен интерфейс в средата на Matlab) и експериментална визуализация.
Докладът е свързан с представянето на Стенд за модулни изследвания на малките трептения на равнинни дискретни системи. Работата е последният етап на комбини- раното изследване на този вид трептения – аналитично, числено и накрая експериментално. Основните елементи на стенда са следните: две или повече транслационно движещи се метални тела и два или повече, ротиращи около тях във вертикалната равнина, метални пръти. Чрез линейни затворени лагери са реализирани външни връзки само върху транслационно движещите се тела. Вътрешните връзки между транслационно движещите се тела са еластично вискозни, а между транслационно и ротационно движещите се – ставни. Стендът позволява да се реализира всеки от познатите видове малки трептения на равнинни дискретни системи – свободни (незатихващи и затихващи) и принудени (незатихващи и затихващи) трептения. Смущенията, предизвикващи принудени трептения, се симулират чрез стъпков мотор, управляван с хардуерна система, включваща компютър, драйвер и контролер. Кинематичните характеристики на трептенията се получават на база видеозаснемане на движението с високотехнологична камера и обработка в реално време на отделните кадри на видео файла в средата на програмната система Matlab, а също и с инструменти за обработка на снимки и видео Image Proceeding Toolboxes.
Задачата за устойчивост на плочи играе важна роля при изчисляване и проектиране на стеблата и поясите на стоманени греди, които често са подложени на натиск или опън и имат линейно разпределение. Проблемът е тясно свързан с огъване на греди. Предлага се нов метод за определяне на критичната стойност на външния товар. Огъвателната коравина на плочата се реализира чрез метода на крайните елементи, приложен за правоъгълни плочи. Втората подконструкция се състои от корави прътови елементи, с които се реализира пренасянето на нормалните товари. Предложеният метод е анализиран и изследван чрез метода на крайните елементи и чрез точни аналитични решения. Резултатите показват, че точността на метода е много добра и те са в полза на сигурността.
Наличието на повреда в конструктивния елемент предизвиква локално изменение на коравината му, което води до промени в собствените му честоти и форми на трептене. В настоящата статия се изследва ефективността и точността на два вибрационни метода за откриване на повреда. Единият от тях се основава на собствените честоти на трептене, а другият – на кривината на собствените форми на трептене. Получените резултати за предполагаемото място на повредата са сравнени с действителното положение на пукнатината в проста греда, моделирана с помощта на обемни крайни елементи.
В статията се изследва общо движение на произволно несиметрично хомогенно твърдо тяло във флуидна среда. Чрез дефинирана нова теорема – Теорема за изменение на обобщения импулс на твърдо тяло, и нови по структура уравнения на Лагранж, наречени Кондензирани уравнения на Лагранж, са изведени в матрична форма диференциалните уравнения, описващи пространственото движение на тялото. С нова теорема за обтичане на несиметрично твърдо тяло от флуиден поток е доказано наличието на дестабилизиращ аеродинамичен момент. Дефинирана е нова пълна матрица на аеродинамичните сили. Сферичната компонента от движението на тялото се отчита с Карданови ъгли. Статията е изцяло теоретична. Тя представлява основа, върху която са разработени други публикации за движение на твърди тела с конкретна форма във флуидна среда.
В статията се изследва общо движение на хомогенно твърдо тяло във флуидна среда. Тялото представлява елипсоид с три взаимно перпендикулярни равнини на геометрична и материална симетрия. Сеченията на тези равнини с елипсоида представляват три различни по размер елипси. Тялото се приема с шест степени на свобода. Ротационната компонента от движението му се отчита с Карданови ъгли. Флуидът се приема за неподвижен и се дефинира със своята плътност и неизменяеми скаларни полета на налягането и температурата. Отчитат се всички видове сили и моменти, с които флуидната среда въздейства на тялото. Съставена е програма в средата на MatLab- Simulink, с която сa определени 28 броя функции на времето и 3 проекции на траекторията на масовия център в неподвижните координатни равнини.
В доклада е представен разработен програмен модул в средата на Matlab за анимация на движението на стандартен коляно-мотовилков механизъм. Програмният модул ползва аналитично изведените уравнения на движение на крайните точки на телата, във функция на закона за движение на ротиращото тяло. Ползва се третият, най-атрактивен метод на анимация, от трите, които програмната система Matlab предлага. Всички еле- менти в анимационния модел – ротиращо, равнинно движещо се и транслационно движещо се тяло са дефинирани като линии чрез оператора line. Координатите на краищата на линиите са в масиви от данни xdata и ydata, които се запълват на база на аналитичния вид на закона за движение на точките при зададен закон за движение на ротиращото тяло. Анимацията може да се наблюдава в средата на Matlab, но чрез генериран в програмния модул специален avi файл. Това е възможно и на компютри, на които не е инсталирана системата. Изследванията в доклада са част от комбинирана работа по числена и експериментална визуализация на движението на този характерен за техниката механизъм.
В доклада е представен разработен графичен потребителски интерфейс в средата на Matlab за визуализация на движението на стандартен коляно-мотовилков механизъм. Програмният модул ползва аналитично изведените уравнения на движение на крайните точки на телата, във функция на закона за движение на ротиращото тяло. Ползва се графичната среда Matlab/guide за създаване на графичния прозорец и разполагане на различните обекти в него. След това в програмен режим се задават стойности на тези обекти в генерираните от програмната среда специални callback-функции. В описания в доклада GUI прозорец са разположени три координатни системи – за визуализация на началното и текущото положение на механизма, а също и за изчертаване на траекторията на движение на произволна точка от него. Геометричните и кинематичните характеристики на механизма се задават ръчно в специални полета на GUI прозореца. В доклада е показан и видът на прозореца при усреднени данни на геометричните и кинематичните характеристики на движещия се механизъм и е ползван прозорец за данни, при които се реализира експериментално изследване на прозореца. Изследванията в доклада са част от комбинирана работа по числена и експериментална визуализация на движението на този характерен за техниката механизъм.
На базата на напречния Изинг модел в псевдоспиново представяне с S = 7/2, модифициран модел на Хайзенберг и два типа магнетоелектрични (МЕ) взаимодействия е изградена микроскопична теория на спин-преориентационен (SR) преход в BiFeO3 (BFO) тънки филми, индуциран от външно електрично поле. За теоретичните пресмятания е използван методът на функциите на Грийн (ФГ). Доказано е, че при прилагане на външно електрично поле причиненото от спонтанната поляризация Джелоджински- Мория (DM) взаимодействие е отговорно за преориентацията на равнината, в които са разположени спиновете на магнитната подсистема, без да се нарушава тяхната конфигурация. Чрез пресмятане на пълната енергия на системата е доказано, че SR преход е от първи род. Причината за прехода е рязкото завъртане (т.нар. flipping process) на вектора на спонтанната поляризация на ъгъл 71° или 109° от направление [1;1;1] при определени критични стойности на външно електрично поле, приложено в направление [0;-1;0]. Установено е, че спонтанната поляризация Ps под температурата на магнитния фазов преход нараства с нарастване на външното магнитно поле, приложено по посока на вектора на спонтанната поляризация или намалява с нарастване на външното магнитно поле, приложено в направление перпендикулярно на PS. Качествено това поведение е обяснено с ренормиране на честотата на тунелиране и обменното псевдо-спиново взаимодействие от МЕ взаимодействия. Числените пресмятания са в добро качествено съвпадение с публикуваните експериментални резултати.
Изследвано е въздействието на полагането на нанокерамични слоеве върху звукоизолационните качества на някои основни строителни плоскости като гипскартон с две различни дебелини, OSB и ламарина. Експерименталните измервания са направени с помощта на умалената акустична камера, създадена в катедра Физика на УАСГ. Влиянието на нанокерамичните покрития върху звукоизолацията на изпитваните елементи се разглежда по честоти от 500 до 8000 Hz, поради спецификата на лабораторната постановка. Най-голямо се оказва въздействието на нано-керамичното покритие, нанесено върху OSB, обясняващо се със запечатване на порите на материала от покритието. За останалите елементи ефектът е незначителен, като се наблюдават интересни особености за някои честоти.
Представена е микроскопична теория на магнетоелектричните (МЕ) ефекти в мултифероични RCrO3 съединения, където R е немагнитен редкоземен йон (R = Y, La, Lu и Eu). При отчитане на влиянието на полярните решетъчни отмествания върху симетричното и антисиметричото обменно взаимодействие са дефинирани два типа сдвояване между магнитната и фероелектричната подсистема. Първото магнетоелектрично взаимодействие е биквадратично по отношение на спиновите и псевдо-спиновите оператори. Второто, наречено антисиметрично, е индуцирано от появата на спонтанна поляризация в RCrO3. Изграденият микроскопичен модел описва появата на температурно зависим спин-преориентационен (SR) преход и го определя като непрекъснат (непрекъснато въртене на магнитните спинове в zx равнината в определен температурен интервал). Теоретично е доказана появата на допълнителна поляризация като следствие от магнитното подреждане. Това се дължи на индуцирането на антисиметрично магнитно взаимодействие от тип Джелоджински-Мория, което е следствие от появата на спонтанна поляризация в тези съединения. Изследвано е влиянието на магнетоелектричните взаимодействия върху магнитната и фероелектричните подсистеми. Поведението на намагнитеността при прилагане на външното електрично поле е качествено обяснено с ренормиране на обменните симетрични и антисиметрични магнитни взаимодействия от спонтанната поляризация PS. Зависимостта на спонтанната поляризация от посоката на външно магнитно поле е обяснена с възникването на обратна връзка между PS и намагнитеността. Пресметната е температурната зависимост на енергията на фононен мод и наблюдаваните аномалии са обяснени с влиянието на спин-фононното взаимодействие, конкуренцията между антиферомагнитното и феромагнитното подреждане и промяната на магнитната структура вследствие на спин-преориентационен преход. За числените пресмятания e използван методът на функциите на Грийн.
Съпоставени са областите на стъклообразуване в трикомпонентните халкогенидни системи (As2Se3)x(Ag4SSe)y(PbTe)z (A) и (As2Se3)x(Ag4SSe)y(SnTe)z (B) и са анализирани техните особености (x, y и z – mol %: x+y+z = 100). Халкогенидните стъкла в системите А и В са характеризирани по отношение на следните основни физикохимични свойства: термични – температури на фазовите превръщания (трансформация, Tg, кристализация, Tc и топене, Tm); физични – плътност (d), микротвърдост (HV) и компактност (C); термомеханични – минимален обем на микропразнините (Vh), енергията за тяхното образуване (Еh) и модулът на еластичност (Е) и др. Анализът на концентрационните зависимости на представените основни физикохимични свойства от концентрацията на PbTe(z) или SnTe(z) при постоянно съотношение m=y/(y+x) или от изменението на „m“ при z=const, позволява получаването на халкогенидно стъкло с предварително зададени свойства, с оглед на неговото практическо приложение
Определянето на изгледните фактори между две повърхности е важен проблем в радиационния топлообмен за много приложения в строителната физика. Те се използват за определяне на енергията, която се обменя между различните строителни повърхности. Такива примери са излъчващите и поглъщащи топлина стени на сгради, тавани и подове, фотоволтаични панели, хоризонтални и наклонени покриви. Има различни подходи за решаване на този проблем – някои от тях са аналитични, други – числени. Изследваните повърхности могат да бъдат успоредни или неуспоредни, които имат или нямат обща пресечна линия. Някои основни изгледни фактори за различни геометрични конфигурации са включени в онлайн или печатни каталози. Други изгледни фактори на изгледа могат да бъдат определени на база на основните изгледни фактори с помощта на т.нар. View Factor Algebra, която включва някои основни зависимости между изгледните фактори. Целта на тази статия е да изведе и предостави формули за определяне за най- необходимите производни фактори между паралелни и непаралелни правоъгълни повърхности. Включени са и кодовете на няколко VBA функции за изчисляване на разглежданите базови и производни изгледни фактори.
В настоящата статия е използван подхода за изграждане на Епиполарна геометрия при дадена фундаментална матрица. Разгледани са всички възможни случаи за епиполарните точки, чиито хомогенни координати са напълно определени чрез фундаменталната матрица. Получените резултати са обобщени в алгоритъм, позволяващ да се намери каноничната форма на дадена фундаментална матрица. Дадени са трансформациите, водещи до каноничните координатни системи. Включени са и числени примери за онагледяване на канонизирането на дадена фундаментална матрица.