Отнесение условий труда к классу (подклассу) условий труда по тяжести трудового процесса / КонсультантПлюс

Отнесение условий труда к классу (подклассу) условий труда

по тяжести трудового процесса

71. Отнесение условий труда к классу (подклассу) условий труда по тяжести трудового процесса осуществляется по следующим показателям:

1) физическая динамическая нагрузка;

2) масса поднимаемого и перемещаемого груза вручную;

3) стереотипные рабочие движения;

4) статическая нагрузка;

5) рабочая поза;

6) наклоны корпуса;

7) перемещение в пространстве.

72. При выполнении работ, связанных с неравномерными физическими нагрузками в разные рабочие дни (смены), отнесение условий труда к классу (подклассу) условий труда по тяжести трудового процесса (за исключением массы поднимаемого и перемещаемого груза и наклонов корпуса тела работника) осуществляется по средним показателям за 2 — 3 рабочих дня (смены).

Масса поднимаемого и перемещаемого работником вручную груза и наклоны корпуса оцениваются по максимальным значениям.

73. Отнесение условий труда к классу (подклассу) условий труда по тяжести трудового процесса при физической динамической нагрузке осуществляется путем определения массы груза (деталей, изделий, инструментов), перемещаемого вручную работником при каждой операции, и расстояния перемещения груза в метрах. После этого подсчитывается общее количество операций по переносу работником груза в течение рабочего дня (смены) и определяется величина физической динамической нагрузки (кг x м) в течение рабочего дня (смены).

Отнесение условий труда к классу (подклассу) условий труда по тяжести трудового процесса при физической динамической нагрузке осуществляется в соответствии с таблицей 1 приложения N 20 к настоящей Методике.

74. При работах, обусловленных как региональными, так и общими физическими нагрузками в течение рабочего дня (смены), связанных с перемещением груза на различные расстояния, определяется суммарная механическая работа за рабочий день (смену), значение которой соотносится со значениями, предусмотренными таблицей 1 приложения N 20 к настоящей Методике.

75. Отнесение условий труда к классу (подклассу) условий труда по тяжести трудового процесса при поднятии и перемещении работником груза вручную осуществляется путем взвешивания такого груза или определения его массы по эксплуатационной и технологической документации.

Отнесение условий труда к классу (подклассу) условий труда по тяжести трудового процесса при поднятии и перемещении груза вручную осуществляется в соответствии с таблицей 2 приложения N 20 к настоящей Методике.

Для определения суммарной массы груза, перемещаемого в течение каждого часа рабочего дня (смены), вес всех грузов за рабочий день (смену) суммируется. Независимо от фактической длительности рабочего дня (смены) суммарную массу груза за рабочий день (смену) делят на количество часов рабочего дня (смены).

В случаях, когда перемещение работником груза вручную происходит как с рабочей поверхности, так и с пола, показатели суммируются. Если с рабочей поверхности перемещался больший груз, чем с пола, то полученную величину следует сопоставлять именно с этим показателем, а если наибольшее перемещение производилось с пола — то с показателем суммарной массы груза в час при перемещении с пола.

Если с рабочей поверхности и с пола перемещается равный груз, то суммарную массу груза сопоставляют с показателем перемещения с пола.

76. Отнесение условий труда к классу (подклассу) условий труда по тяжести трудового процесса при выполнении работником стереотипных рабочих движений и локальной нагрузке (с участием мышц кистей и пальцев рук) осуществляется путем подсчета числа движений работника за 10 — 15 минут, определения числа его движений за 1 минуту и расчета общего количества движений работника за время, в течение которого выполняется данная работа (умножение на количество минут рабочего дня (смены), в течение которых выполняется работа).

Отнесение условий труда к классу (подклассу) условий труда по тяжести трудового процесса при выполнении стереотипных рабочих движений и локальной нагрузке осуществляется в соответствии с таблицей 3 приложения N 20 к настоящей Методике.

77. Отнесение условий труда к классу (подклассу) условий труда по тяжести трудового процесса при выполнении работником стереотипных рабочих движений и региональной нагрузке (при работе с преимущественным участием мышц рук и плечевого пояса) осуществляется путем подсчета их количества за 10 — 15 минут или за 1 — 2 повторяемые операции, несколько раз за рабочий день (смену).

После оценки общего количества операций или времени выполнения работы определяется общее количество региональных движений за рабочий день (смену).

Отнесение условий труда к классу (подклассу) условий труда по тяжести трудового процесса при выполнении стереотипных рабочих движений и региональной нагрузке осуществляется в соответствии с таблицей 3 приложения N 20 к настоящей Методике.

78. Отнесение условий труда к классу (подклассу) условий труда по тяжести трудового процесса при статической нагрузке, связанной с удержанием работником груза или приложением усилий, осуществляется путем перемножения двух параметров: веса груза либо величины удерживающего усилия и времени его удерживания.

Отнесение условий труда к классу (подклассу) условий труда по тяжести трудового процесса при статической нагрузке, связанной с удержанием работником груза или приложением усилий, осуществляется в соответствии с таблицей 4 приложения N 20 к настоящей Методике.

Отнесение условий труда к классу (подклассу) условий труда по тяжести трудового процесса при статической нагрузке, связанной с удержанием груза или приложением усилий, осуществляется с учетом определенной преимущественной нагрузки: на одну руку, на две руки или с участием мышц корпуса и ног.

Если при выполнении работы встречается 2 или 3 указанных выше вида статической нагрузки, то их следует суммировать и суммарную величину статической нагрузки соотносить с показателем преимущественной нагрузки.

79. Отнесение условий труда к классу (подклассу) условий труда по тяжести трудового процесса с учетом рабочего положения тела работника осуществляется путем определения абсолютного времени (в минутах, часах) пребывания в той или иной рабочей позе, которое устанавливается на основании хронометражных наблюдений за рабочий день (смену). После этого рассчитывается время пребывания в относительных величинах (в процентах к 8-часовому рабочему дню (смене) независимо от его фактической продолжительности).

Отнесение условий труда к классу (подклассу) условий труда по тяжести трудового процесса с учетом рабочего положения тела работника в течение рабочего дня (смены) осуществляется в соответствии с таблицей 5 приложения N 20 к настоящей Методике.

Время пребывания в рабочей позе определяется путем сложения времени работы работника в положении стоя и времени его перемещения в пространстве между объектами радиусом не более 5 м.

Если по характеру работы рабочие позы работника разные, то отнесение условий труда к классу (подклассу) условий труда при воздействии тяжести трудового процесса с учетом рабочего положения тела работника следует проводить по наиболее типичной рабочей позе для данной работы.

80. Отнесение условий труда к классу (подклассу) условий труда по тяжести трудового процесса с учетом наклонов корпуса тела работника за рабочий день (смену) определяется путем их прямого подсчета в единицу времени (минуту, час). Далее рассчитывается общее число наклонов корпуса тела работника за все время выполнения работы либо определяется их количество за одну операцию и умножается на число операций за смену.

Отнесение условий труда к классу (подклассу) условий труда по тяжести трудового процесса с учетом наклонов корпуса тела работника осуществляется в соответствии с таблицей 6 приложения N 20 к настоящей Методике.

81. Отнесение условий труда к классу (подклассу) условий труда по тяжести трудового процесса при перемещении работника в пространстве осуществляется с учетом такого перемещения по горизонтали и (или) вертикали, обусловленного технологическим процессом, в течение рабочего дня (смены) и определяется на основании подсчета количества шагов за рабочий день (смену) и измерения длины шага.

Количество шагов за рабочий день (смену) определяется с помощью шагомера, помещенного в карман работника или закрепленного на его поясе (во время регламентированных перерывов и обеденного перерыва шагомер необходимо выкладывать из кармана работника или снимать с его пояса).

Мужской шаг в производственной обстановке в среднем равняется 0,6 м, а женский — 0,5 м.

Отнесение условий труда к классу (подклассу) условий труда по тяжести трудового процесса при перемещении работника в пространстве осуществляется в соответствии с таблицей 7 приложения N 20 к настоящей Методике.

Перемещением работника в пространстве по вертикали необходимо считать его перемещения по лестницам или наклонным поверхностям, угол наклона которых более 30° от горизонтали.

Для работников, трудовая функция которых связана с перемещением в пространстве как по горизонтали, так и по вертикали, эти расстояния необходимо суммировать и сопоставлять с тем показателем, величина которого была больше.

82. Класс (подкласс) условий труда устанавливается по показателю тяжести трудового процесса, имеющему наиболее высокий класс (подкласс) условий труда.

83. При наличии двух и более показателей тяжести трудового процесса, условия труда по которым отнесены к подклассу 3.1 или 3.2 вредных условий труда, класс (подкласс) условий труда по тяжести трудового процесса повышается на одну степень.

Определение результирующего значения совместно действующих статических и динамических нагрузок

Динамическая нагрузка может одновременно содержать составляющую, зависящую от внешних и внутренних факторов.

Различают также два вида нагружения машин статическими нагрузками. Один, наиболее тяжелый случай нагружения, соответствует таким условиям, когда статическая нагрузка прикладывается до пуска машины или продолжает действовать в процессе ее остановки. Такого рода статические нагрузки испытывают, например, бульдозеры, скреперы, отдельные механизмы одноковшовых экскаваторов и т. д. Если статическая нагрузка прикладывается после пуска машины и снимается до ее остановки, то это соответствует более легкому режиму работы. В таком режиме работают, например, бетоносмесители, ручной исполнительный механизированный инструмент, камнеобрабатывающие машины и т. д.

Следует отметить, что в последнем случае для машин, у которых в процессе эксплуатации не исключены резкие изменения скорости рабочего органа, вызванные, скажем, изменениями сопротивления разрабатываемой среды или обрабатываемого материала, именно этот режим будет вызывать наиболее опасные перенапряжения и поэтому должен быть принят за расчетный.

При определении динамических нагрузок, действующих на элементы строительных машин, учитывают силы, меняющиеся или ограниченные во времени, величина которых часто зависит от взаимного расположения исполнительных органов машины и разрабатываемой среды или обрабатываемого материала и т. д.

Очевидно, что в тех случаях, когда на механизм или машину в процессе ее эксплуатации могут действовать одновременно статические и динамические усилия, необходимо обоснование для определения результирующей нагрузки.

Рис. 1. Расчетная схема двух-массной системы с одной степенью свободы

В случае внезапного приложения нагрузки после разгона машины расчетную схему удобнее представить применительно к поступательно движущейся массе, где т — приведенная масса части машины, на которую действует внезапная нагрузка; С — приведенная жесткость элементов привода. Рассмотрим, например, движение бульдозера, когда его отвал внезапно вступает в контакт с грунтом. Предположим, что ведущий элемент системы (точка А) после внезапного приложения нагрузки сохраняет установившуюся скорость v, что вполне соответствует приводу от двигателя с жесткой характеристикой и становится возможным благодаря упругости соединительного звена. Постоянству скорости способствует ощутимая инерция маховика двигателя внутреннего сгорания.

Рис. 2. Расчетная схема механизма с поступательно движущейся массой для случая внезапного приложения статической нагрузки

Расчет динамических нагрузок на трубопроводы

Трубопроводы относятся к категории энергонапряженных объектов, отказы которых, как правило, влекут за собой значительный материальный и экологический ущерб. Многочисленные отказы на технологических трубопроводах приводят к локальным и масштабным загрязнениям окружающей среды, создают повышенный риск для безопасности персонала и населения. Определяющим критерием экологической безопасности трубопроводов является их надежность – один из основных показателей качества любой конструкции.

Надежность трубопроводных систем испытывается при воздействии как статических, так и динамических нагрузок. Статические нагрузки прилагаются достаточно медленно, чтобы трубопроводная система успела отреагировать и внутренне распределить нагрузки, оставаясь тем самым в состоянии равновесия.

С динамическими нагрузками дело обстоит совсем иначе. Они быстро изменяются с течением времени, и может получиться так, что за время воздействия нагрузок трубопроводная система не успеет внутренне распределить нагрузки, поэтому силы и моменты сил не всегда разрешаются, в результате возникают несбалансированные нагрузки, вследствие чего происходит движение трубы. Поскольку сумма сил и моментов сил не обязательно равна нулю, внутренне наведенные нагрузки могут оказаться разными – выше или ниже приложенных нагрузок.
Ввиду указанной проблемы перед инженерами довольно часто встает вопрос, каким образом учитывать динамические ударные нагрузки и учитывать ли их вообще. Такая постановка вопроса обусловлена как необходимостью сбора дополнительных исходных данных, так и наличием определенных ограничений в различных программных комплексах, поскольку не секрет, что не все программы для расчета трубопроводных систем на прочность и устойчивость позволяют проводить динамический анализ, ограничиваясь лишь статическим (например, программа СТАРТ). Естественным образом напрашивается вопрос, насколько целесообразно в век передовых технологий и широчайших возможностей использовать консервативные методы расчета, основанные на выкладках прошлого столетия, когда и в помине не существовало современных вычислительных ресурсов.
Данная статья ставит целью показать необходимость проведения именно динамического анализа ударных нагрузок в трубопроводных системах. Такой метод расчета полностью оправдал себя в различных международных проектах, в том числе реализованных на территории Российской Федерации.
В подтверждение обоснованности применения современных подходов в сфере программного обеспечения предлагается рассмотреть преимущества двухстороннего расчета трубопроводной системы в одном из наиболее передовых программных комплексах – Hexagon CAESAR II

Рис. 1 Модель трубопроводной системы.

Для сравнительного анализа была выбрана реальная модель трубопроводной системы с выходом на колонну (рис. 1).
В условиях эксплуатации трубопроводная система опирается на строительную эстакаду, а вертикальный выход трубопровода для уменьшения подвижности крепится к колонне фермами. По трубопроводу идет двухфазный поток (жидкость/газ), в котором при определенных скоростях возникает пробковое течение. Пробковое течение характерно для двухфазного потока, где образующиеся волны “собирают” периодически быстро движущийся газ, образуя вспененные поверхностные пробки (рис. 2), которые передвигаются вдоль трубы с большей скоростью, чем средняя скорость жидкости. При таком типе течения пробки могут создавать серьезные, а в некоторых случаях опасные вибрации в трубопроводных системах из-за воздействия высокой начальной скорости пробки в деталях, таких как отвод, тройник и т.п. Чрезмерная вибрация может привести к поломке элементов вследствие усталости металла и эффекта резонанса. Этой проблемы можно избежать путем тщательного расчета на этапе проектирования.

Рис. 2 Пробка.

Произведенный гидравлический расчет выявил возможность появления ударов от пробки на режимах пуска/остановки системы. По результатам расчета, пробковая волна генерируется на вертикальном прямолинейном участке и создает силу удара в двух отводах по ходу движения (рис. 3)

Рис. 3. Место удара пробки.

Системный отклик на данную динамическую нагрузку может быть больше или меньше статической величины силы. Максимальный динамический отклик от ударной нагрузки в любое время равен двойному отклику от статической силы. Отношение динамического отклика к статическому называют коэффициентом динамической нагрузки (DLF). DLF отражает отношения между временем события (временем срабатывания, затухания и продолжительностью) и динамическими особенностями трубопроводной системы – ее собственными частотами.
Зная статическую нагрузку и достоверную частоту трубопроводной системы, можно произвести достоверную оценку системного отклика на воздействие нагрузки. Первоначально рассчитывается сила удара. Ударную нагрузку в трубопроводной системе можно оценить разными способами. Распространено два вида расчета ударной нагрузки от пробкового течения: консервативный – эквивалентный статический и современный – динамический. Рассмотрим их оба.
Консервативный подход применяется для расчета систем в тех программных комплексах, которые не имеют возможностей динамического анализа. Статический эквивалентный метод заключается в простом приложении статической силы и умножении полученного результата на коэффициент динамической нагрузки (DLF) с последующим учетом в статическом расчете. Этот самый простой, самый консервативный метод использует максимально возможный DLF, равный 2 (рис. 4).

 

Рис. 4. Приложение статической эквивалентной нагрузки.

В рассматриваемом примере для получения корректных результатов расчета были созданы дополнительные сочетания нагрузок для просмотра нагрузок на патрубок колонны и для оценки кратковременных напряжений (рис. 5).

 

Рис. 5. Сочетание статических нагрузок.
Второй, современный, метод, – динамический анализ по спектру отклика с учетом работы строительной конструкции – используется для точного расчета в программах (таких как, например, Hexagon CAESAR II), позволяющих проводить динамический анализ трубопроводных систем с учетом (или без) работы строительных конструкций.
Обычно в системе существует больше одной формы колебания, и тогда простой статический эквивалентный подход может привести к ошибочным результатам. Отклик на каждую форму колебания должен быть рассчитан и затем объединен, чтобы приблизиться к значению, отражающему полный отклик системы. Для описываемой задачи наиболее подходит Метод спектра отклика (Slug Flow Spectrum). В программе отклик каждой формы рассчитывается на основе своего DLF (рис. 6). Эти модальные отклики объединяются методом SRSS (сумма квадратного корня квадратов) для определения полного отклика системы на воздействие.

Рис. 6. Данные пульсационной нагрузки
Первое, что мы делаем, – создаем профиль спектра. Ударная сила является одним из видов импульсной нагрузки. Поэтому ее величина меняется от нуля до максимального значения, остается постоянной в течение некоторого времени, и далее снижается до нуля.
По результатам произведенного соответственно описанному методу расчета получили, что в двух случаях, действующие напряжения получили близкие расчетные значения, а вот результаты расчета действующих нагрузок на патрубок колонны отличались кардинально (табл. 1-2).
Результаты расчета подтверждают, что, как было сказано выше, статический эквивалентный метод не всегда дает корректные результаты и при расчете проекта может вводить инженеров в заблуждение. Самое опасное, что это приводит не просто к поломкам конструкции и дополнительным финансовым затратам, но и к экологическим катастрофам.
Определяющим критерием безопасности трубопроводов является их надежность. Таким образом, расчетные модели трубопроводов и парков должны строиться с учетом современных передовых методик и с применением комплексных технологий.
Так какой подход лучше?
Большая проблема при статическом подходе к динамическому моделированию состоит в том, что фокус в нем делается на приложенной нагрузке, а не на важных динамических особенностях системы. Эта ошибка приводит ко множеству проблем. Оценка ударной нагрузки при статическом эквивалентном расчете хотя и производится быстро, но она не выделяет динамические сходства
между приложенной нагрузкой и системным откликом.
Динамический расчет по спектру отклика достаточно прост и дает больше важной информации. Он требует большего количества исходных данных, но дополнительные результаты стоят этих усилий. Для понимания полной картины требуется получение спектра отклика. В описанном примере был построен собственный спектр отклика для расчета пробкового течения использованием генератора нагрузок программы, и результаты анализа показали целесообразность проведенного расчета.

Статическая нагрузка против. Динамическая нагрузка: Демистификация грузоподъемности поддонов

На складе знание разницы между динамической и статической нагрузкой может означать разницу между тем, чтобы подвергать опасности сотрудников и продукты и обеспечивать их безопасность. Самое простое определение статической нагрузки по сравнению с динамической нагрузкой состоит в том, что статические нагрузки не перемещаются, а динамические перемещаются. В контексте цепочки поставок статическая нагрузка относится к загруженному поддону на полу, а динамическая нагрузка — к загруженному поддону, перемещаемому вилочным погрузчиком, домкратом для поддонов или другим оборудованием.Поскольку поддон, как правило, должен быть как динамическим, так и статическим на разных этапах своего пути, крайне важно знать особенности каждой грузоподъемности используемого вами поддона. Различные материалы поддонов и конструкции поддонов имеют разные значения динамической и статической грузоподъемности. Понимание различий может помочь вам выбрать наилучший поддон для удовлетворения уникальных потребностей вашей цепочки поставок.

Статическая нагрузка по сравнению с. Динамическая нагрузка: основы

Каждый транспортировочный поддон будет иметь по крайней мере два разных максимального веса: статический и динамический.Риски несоблюдения максимальной нагрузки на поддоны высоки. Неисправный поддон может создать опасность на складе, которая может привести к травмам или гибели сотрудников. Вот почему очень важно понимать разницу между этими двумя показателями при определении максимальной нагрузки на поддон.

Номинальная статическая нагрузка

Это номинальная нагрузка на поддон, когда он не движется. Примером могут служить поддоны, на которых хранится запас на складском этаже. Это число сообщает персоналу склада, какой вес может выдержать поддон в одной стопке, так как нижний поддон будет нести основную нагрузку в штабеле из нескольких загруженных поддонов. Статическая грузоподъемность, как правило, выше, чем динамическая, поэтому может потребоваться разгрузка продуктов с поддона, чтобы привести его в соответствие с требованиями по весу для перемещения.

Номинальная динамическая нагрузка

Динамическая грузоподъемность дает максимальную грузоподъемность перемещаемого поддона. Как правило, это означает, что поддон поднимается и переносится с помощью вилочного погрузчика, домкрата или крана-штабелера. Распределение нагрузки имеет жизненно важное значение, так как неравномерно распределенный вес может привести к опрокидыванию или переворачиванию поддона во время движения.

Номинальная грузоподъемность стеллажа Edge-Rack

Грузоподъемность боковой стеллажной системы означает, какой вес поддон может выдержать при хранении на системе стеллажей для поддонов. Поскольку складские стеллажи обычно включают в себя стеллажи, которые поддерживают поддоны только с двух сторон, вместимость стеллажей для поддонов обычно ниже, чем их статическая или динамическая грузоподъемность. Вместимость стеллажей также зависит от прочности самих складских стеллажей, что часто является ограничивающим фактором.

Динамическая грузоподъемность поддона обычно представляет собой лишь часть статической нагрузки.

В большинстве случаев грузоподъемность статического веса поддона намного превышает его динамическую грузоподъемность или грузоподъемность стеллажа. Это связано с тем, что при статической нагрузке сила нагрузки на платформу остается постоянной. При динамической нагрузке она может резко меняться во время ускорения или замедления, или вес может перемещаться из одной области в другую. Подъемники для поддонов и вилочные погрузчики также оказывают концентрированное давление на поддоны, а не равномерно поддерживают вес загруженного поддона. В результате динамическая грузоподъемность поддона обычно представляет собой лишь часть статической оценки.

Выбор поддонов, выдерживающих нагрузку при любых условиях 

Грузоподъемность поддона определяется его основным материалом и базовой конструкцией. Поскольку многие из этих конструкций стандартизированы, их динамическая и статическая грузоподъемность относительно постоянна и предсказуема.

Тип поддона	Статический рейтинг	Динамический рейтинг
Деревянный стрингер : Обычно это самые дешевые поддоны для коммерческого использования.В этих поддонах используются доски с надрезами или «стрингеры» для поддержки верхних и нижних досок настила.	2500 фунтов	2500 фунтов
Деревянный блок: Поддоны из блоков более долговечны, чем стрингеры, поскольку они изготовлены из более прочных досок и деревянных блоков. Эта повышенная стабильность также увеличивает их грузоподъемность.	5500 фунтов	4600 фунтов
Пластик: Высококачественный пластиковый поддон обычно весит менее 50 фунтов. Поскольку он отлит в форму, а не скреплен вместе, в нем нет винтов или другого оборудования, и каждый поддон един с каждым другим поддоном.	30 000 фунтов	5000 фунтов

Многие факторы могут влиять на динамическую и статическую грузоподъемность поддона. Это включает в себя возраст поддона, тип используемой древесины (в случае деревянных поддонов) и наличие у них каких-либо повреждений или ремонтов. В идеале лучше округлять вес при загрузке поддонов, чтобы ограничить риск их перегрузки.

Пластиковые поддоны обычно обладают динамической способностью, превышающей динамическую нагрузку их деревянных аналогов.

Сравнивая статическую и динамическую нагрузки различных материалов и типов поддонов, становится ясно, что поддоны из высококачественного пластика являются самыми прочными. Высокая статическая грузоподъемность делает пластиковые поддоны отличным выбором для хранения продукции на складе. Поскольку пластиковые поддоны также обычно обладают динамической способностью, превышающей динамическую способность их деревянных аналогов, загруженные пластиковые поддоны можно перемещать без предварительного снятия продуктов с поддона. Большая прочность и долговечность пластиковых поддонов в конечном итоге снижает вероятность повреждения продукта в результате отказа поддона, что экономит деньги и время предприятий в долгосрочной перспективе.

Аренда Пластиковые поддоны iGPS — это разумный способ максимально увеличить пространство для хранения, а также обеспечить безопасное и простое обращение с поддонами. Их статическая и динамическая грузоподъемность была проверена во многих различных условиях, поэтому вы можете быть уверены, что получаете одну из самых надежных платформ на рынке.Для получения дополнительной информации, свяжитесь с нами на 1-800-884-0225, по электронной почте специалист по [Email Protected] или посещение наших .

Статические нагрузки – обзор

4.1 Аэродинамические нагрузки

Аэродинамические нагрузки сильно нелинейны и возникают в результате статических и динамических относительных потоков ветра, динамического срыва потока, косого притока, сдвиговых воздействий на индукцию и эффектов больших отклонений. Комплексные методы расчета аэродинамики основаны на решении уравнений Навье-Стокса (НС) для глобального сжимаемого потока в дополнение к учету течения вблизи лопаток несущего винта. Расширенную теорию BEM можно использовать для учета прогрессивных и нестационарных аэродинамических эффектов для расчета аэроупругости во временной области. Также могут применяться подходы средней сложности, такие как вихревой и панельный методы (Hansen et al., 2006). Методы CFD являются наиболее точными, но требуют очень много времени.Усовершенствованная теория БЭМ работает быстро и дает хорошую точность по сравнению с методами CFD. Метод БЭМ основан на данных об аэродинамическом профиле; поэтому результаты, полученные с помощью этого метода, не лучше входных. Предлагается использовать методы NS для извлечения данных об аэродинамическом профиле и применять их в менее продвинутых методах (например, в теории BEM).

Аэродинамические силы состоят из подъемной силы и силы сопротивления. Подъемная сила, поверхностное трение и вязкостное сопротивление давления являются основными источниками аэродинамических сил для тонких частей ветряной турбины. Для тонких конструкций применима двумерная (2D) аэродинамическая теория. В рамках теории БЭМ коэффициенты подъемной силы и сопротивления используются для моделирования аэродинамических сил. Для припаркованного ветродвигателя аэродинамические силы рассчитываются непосредственно с использованием относительной скорости ветра. Однако для работающей ветровой турбины необходимо определить индуцированные скорости и следовые эффекты, влияющие на скорость, воспринимаемую элементом лопасти.

Как упоминалось выше, лопасти ротора ветряной турбины и башня представляют собой длинные и тонкие конструкции.Продольная составляющая скорости намного меньше, чем продольная, и поэтому во многих аэродинамических моделях предполагается, что поток в данной точке является двумерным, и можно применять двумерные данные аэродинамического профиля. Фиг.3 иллюстрирует поперечный срез элемента лезвия, если смотреть из-за кончика лезвия. На этом рисунке также изображены аэродинамические силы, действующие на элемент лопасти. Лопастной элемент движется в воздушном потоке с относительной скоростью V _отн .Коэффициенты подъемной силы и сопротивления определяются следующим образом (Hansen et al., 2006; Bianchi et al., 2007):

Рис. 3. Силы, действующие на элемент лопасти.

(4) clα = l12ρavrel2ccdα = d12ρavrel2c

, где d и l и l — это перетаскивание и подъемные силы (на длину), C — это аккорд Aerofoil, ρ _A плотность воздуха, α — угол атаки и V _rel — относительная скорость (Verma et al., 2019; Хансен и др., 2006).

(5)Vотн=V1−a2+rωV1+a′2

(6)α=ϕ−β

(7)tanϕ=Vrω1−a1+a′

где a   и a ′ – коэффициенты осевой и вращательной индукции соответственно, V – скорость ветра против потока, T – сила тяги, r – расстояние сечения аэродинамического профиля от корня лопасти, ω – скорость вращения ( рад с ^{− 1} ). A и A и A ‘являются функциями Φ , C _L , C _D и солидность (фракция кольцевой области, покрытая элементом лезвия).Аэродинамические теории для расчета ветровых нагрузок для условий эксплуатации и стоянки очень похожи. Для припаркованного ветряка скорость вращения ( ω ) равна нулю, так как лопасти ротора зафиксированы и не могут вращаться. ϕ составляет 90 градусов, что означает, что относительная скорость ветра и скорость ветра параллельны.

Аэродинамические нагрузки можно разделить на различные типы (Manwell et al., 2006):

•

Статические нагрузки, такие как постоянный ветер, проходящий через стационарную ветряную турбину

•

например, устойчивый ветер, проходящий через вращающуюся ветряную турбину

•

Циклические нагрузки, такие как вращающаяся лопасть, проходящая через сдвиг ветра тормоз

•

Импульсные нагрузки, т. е. нагрузки с короткой продолжительностью и значительной пиковой величиной, такие как лопасти, проходящие в следе от башни для турбины с подветренной стороны

•

Стохастические нагрузки, такие как турбулентный ветер усилия

•

Резонансные нагрузки, то есть силы возбуждения, близкие к собственным частотам.

Средний ветер вызывает устойчивые нагрузки, тогда как сдвиг ветра, ошибка рыскания, рыскание и сила тяжести вызывают циклические нагрузки. Турбулентность связана со стохастической нагрузкой. Порывы ветра, запуск, остановка, флюгирование лопастей и раскачивание вызывают переходные нагрузки. Наконец, собственные частоты конструкции могут быть источником нагрузки, вызванной резонансом.

Следующие эффекты должны быть включены в аэродинамическую модель (Burton et al., 2008):

•

Детерминированные аэродинамические нагрузки: стационарное (равномерное течение), отклонение от направления потока, наклон вала, сдвиг ветра, тень башни и кильватерные эффекты

•

Стохастические аэродинамические силы, обусловленные временными и пространственными флуктуациями/изменениями скорости ветра (турбулентность)д. , изменение поля ветра за счет турбины), трехмерные (3D) эффекты потока и динамические эффекты срыва потока

•

Динамические эффекты от лопастей, трансмиссии, генератора и башни, включая модификацию аэродинамические силы, вызванные вибрацией и движениями твердого тела

•

Динамические воздействия подсистемы (т. е. системы рыскания и управления шагом лопастей)

•

Воздействия управления при нормальной работе, пуске и останове, в том числе стояночные условия.

Аэродинамические характеристики ветряной турбины в основном зависят от стационарной аэродинамики. Однако есть несколько важных стационарных и динамических эффектов, которые вызывают увеличение нагрузки или снижение выработки энергии по сравнению с теми, которые ожидаются из базовой теории БЭМ. Эти эффекты могут особенно увеличить переходные нагрузки. Перечислены некоторые из передовых аэродинамических проблем (Manwell et al., 2006):

(a)

Неидеальные аэродинамические проблемы в стационарном состоянии

•

Снижение мощности из-за шероховатости поверхности для поврежденной лопасти до 40 % меньше мощности)

•

Влияние срыва на аэродинамическую подъемную силу и коэффициенты лобового сопротивления

•

Условия вращения влияют на аэродинамические характеристики лопасти. Задержка остановки вращающейся лопасти по сравнению с той же лопастью в аэродинамической трубе может сократить срок службы ветряной турбины.

(b)

След турбины

•

Наклонный след в подветренной турбине

Ближний и след. Турбулентность и вихри, генерируемые ротором, рассеиваются в ближнем следе, а профили турбулентности и скорости в дальнем следе распределяются более равномерно.

•

Внеосевые потоки из-за ошибки рыскания или вертикальных составляющих ветра.

3

(C)

(C)

(C)

Нестационарные аэродинамические эффекты

•

Tower Shadow (дефицит скорости ветра за башнем из-за присутствия башни)

•

динамический стойл, то есть вдруг аэродинамический изменения, которые приводят к остановке или задерживают ее

•

Динамический приток, т. е. изменения в работе ротора

•

Вращательная выборка. Возможны быстрые изменения потока, если лопасти вращаются быстрее скорости турбулентного потока.

Границы | Практические соображения относительно результатов испытаний мостов статической и динамической нагрузкой

Введение

Роль исследования пробной нагрузки в системе управления мостом значительна во всем мире. В публикации (Casas, 2006; Wiśniewski et al., 2012) представлена ​​текущая ситуация и будущие тенденции, связанные с оценкой состояния и несущей способности конструкции. Была подчеркнута важность диагностического пробного нагружения как наиболее точного инструмента для оценки несущей способности конструкции.Метод оценки несущей способности моста, который объединяет аналитические методы с экспериментальными испытаниями, особенно полезен и подтвержден исследованиями пробной нагрузки (Wang et al., 2011).

Основное деление пробной нагрузки производится на основе изменения нагрузки во времени:

— испытание статической нагрузкой,

— динамическое нагрузочное тестирование.

Различают три типа испытаний в зависимости от метода и цели испытаний:

— диагностические испытания под нагрузкой (также называемые дополнительными испытаниями под нагрузкой), проводимые для оценки несущей способности конструкции моста в эксплуатации на основе интеграции результатов числового анализа конструкции и испытаний под нагрузкой — (Институт инженеров-строителей и Национальное управление Комитет по нагрузочным испытаниям мостов, 1998 г.).

— испытание пробной нагрузкой, проводимое для оценки несущей способности конструкции моста в эксплуатации, основанное на испытании конструкции под возрастающей нагрузкой до тех пор, пока не будет наблюдаться нелинейная реакция конструкции на возрастающую нагрузку (Faber et al., 2000). ; Касас и Гомес, 2010; Касас и Гомес, 2013; Вишневски и др., 2012).

— приемочные испытания, проводимые перед допуском конструкции моста к эксплуатации; оно аналогично диагностическому нагрузочному тестированию по методу анализа результатов и похоже на контрольное нагрузочное тестирование, но с уровнем нагрузки, достигающим проектной нагрузки и не превышающим эту точку.

Независимо от типа мостовых испытаний и цели проведения этих испытаний следует строго учитывать, что результаты испытаний всегда подвержены нежелательным ошибкам. Влияние этих ошибок на результат окончательной оценки моста зависит от многих факторов. Важным элементом исследования является поиск причин ошибок и оценка их влияния на итоговую неопределенность оценки моста или попытка избежать их путем принятия соответствующих решений в ходе выполнения и анализа результатов испытаний.

При анализе причин ошибок, связанных с различными элементами процесса оценки моста с помощью нагрузочного теста, некоторые из них появляются во время подготовки и выполнения теста, тогда как другие выводятся при апостериорном анализе результатов. Мы можем выделить следующие причины:

— погрешности измерения, связанные с используемым измерительным оборудованием;

— ошибки метода, связанные с неточностями определения (стандартизации) того или иного метода испытаний;

— ошибки моделирования в численной модели, используемой для сравнения при диагностических и приемо-сдаточных испытаниях;

— экологические ошибки, связанные с возмущениями от изменений температуры или внешних вибраций, не связанных с нагрузкой испытываемого моста;

— анализ результатов измерений.

Отдельные ошибки могут быть случайными или систематическими. На основе распознавания источников ошибок можно оценить неопределенность отдельных элементов нагрузочного теста (Руководство, 2010).

На рис. 1 представлена ​​блок-схема процесса статического испытательного нагружения при диагностических испытаниях конструкции моста с отмеченными источниками неопределенности оценки моста, а на рис. 2 аналогичная схема показана при динамическом испытательном нагружении. Схемы разрабатывались по аналогии или на основе схемы, представленной в норме (ISO 18649, 2004).

Рисунок 1 . Блок-схема процесса статического испытательного нагружения при диагностических испытаниях конструкции моста; разработан по аналогии со схемой из нормы (ИСО 18649, 2004).

Рисунок 2 . Блок-схема процесса динамического испытательного нагружения при приемочных испытаниях конструкции моста; разработан на основе (ISO 18649, 2004).

Неопределенность во время нагрузочного тестирования

Мун и Актан (2006) обсуждают современное состояние структурной идентификации построенных гражданских систем. Они указали, что построенные гражданские системы не могут быть изолированы от источников неопределенности в процессе структурной идентификации. Испытание на динамическую и статическую нагрузку является одной из распространенных экспериментальных технологий, применяемых для идентификации конструкций. В работе Goulet and Smith (2013) представлен тот факт, что при использовании методологий системной идентификации для интерпретации данных измерений, взятых из конструкций, зависимости неопределенностей во многих случаях неизвестны из-за упрощений и пропусков модели.

В данной статье обращено внимание на некоторые ошибки предварительного анализа данных измерений, которые могут привести к ошибкам в интерпретации результатов испытаний и их сравнении с целевыми значениями или значениями, полученными из численной модели. Многие из подобных ошибок не рассматриваются в других публикациях.

Понятие неопределенности измерений относительно хорошо известно и часто принимается во внимание. При анализе неопределенности испытаний следует принимать во внимание все факторы.

В случае статических испытаний приложение нагрузки может продолжаться в течение длительных периодов времени, поэтому при анализе следует учитывать влияние окружающей среды с присущей ему неопределенностью. Для динамических испытаний, хотя окружающая среда и другие внешние воздействия почти не повлияют на результаты конкретного испытания, из-за короткого времени приложения нагрузки необходимо учитывать другие неопределенности, касающиеся уровня нагрузки, частоты нагрузки и т. д. Это особенно справедливо в том случае, если возбуждение достигается за счет проезда транспортных средств или вибрации окружающей среды (ветра, окружающего движения и т.). Конечно, следует отметить, что для конкретного испытания в определенный момент времени динамические характеристики моста были определены в конкретных условиях окружающей среды и могут быть разными при различных условиях температуры и влажности. Поэтому следует проводить соответствующие поправки при сравнении динамических параметров, полученных в конкретных испытаниях, проводимых в разное время года.

Выполнение численной модели для планирования испытания и последующего анализа результатов также подвержено некоторым неопределенностям в отношении механических свойств материалов, а также неотъемлемым упрощениям, принятым при моделировании.

При выборе методов измерения для испытаний на статическую нагрузку важно учитывать не только погрешность измерений, но и возможности проведения анализа перемещений конструкции в режиме реального времени. Нагрузка прикладывается в соответствии со схемой нагружения и удерживается в течение определенного времени. Продолжительность испытания и точность результатов будут зависеть от времени удержания нагрузки до стабилизации выходов. Раннее снятие нагрузки до достижения постоянного или стационарного значения может привести к серьезным ошибкам.

Неопределенность измерений и анализ их результатов

Прежде всего необходимо упомянуть об одном из основных правил метрологии — вполне точных измерений не существует — на практике на их результаты влияют ошибки, источники которых имеют многочисленные характеры. Taylor (1997) указывает, что ошибки в научных измерениях не являются ошибками, вы не можете устранить их, если будете очень осторожны. Лучшее, на что вы можете надеяться, — это убедиться, что ошибки настолько малы, насколько это возможно, и иметь надежную оценку их величины.

Измерение имеет смысл только тогда, когда можно определить погрешность его результата. Можно оценить неопределенность отдельных измерений на основе признанных источников ошибок, и это широко известно и применяется (Guide, 2010). Основные категории ошибок, связанные с измерительным оборудованием, включают:

— ошибки сборки – в результате неточности сборки преобразователей, например: смещение точек измерения относительно теоретических или непараллельное расположение преобразователя направлению измерения;

— ошибки юстировки прибора (процесс юстировки прибора часто определяют как предюстировочную калибровку) — возникающие в результате применения неточных эталонов (калибраторов) или юстировки в точках диапазона измерений, отличных от реальных точек измерения;

— ошибки нелинейности – возникающие в результате отклонения выходной кривой датчика от прямой линии, заданной в процессе настройки; эту ошибку можно уменьшить, применяя корректирующую кривую вместо прямой линии;

— экологические погрешности – в результате неконтролируемого воздействия температуры, солнечного света или ветра на измерительное оборудование.

Собственный опыт авторов приводит к выводу, что погрешности, непосредственно связанные с измерительным оборудованием, не являются основной связанной с измерениями причиной возможной неправильной оценки моста. Другие причины могут быть более значительными, например, связанные с условиями окружающей среды или, в случае измерения перемещений, с выбранной точкой отсчета (считающейся нулевым смещением).

Существуют различные системы передачи перемещений обследуемой балки в точку расположения датчика, которые используются при измерении перемещений и применении механических датчиков, расположенных в зоне под контролируемым пролетом.Самые популярные из них включают в себя:

— проволока, прикрепленная одним концом к балке, а другим концом к пружине, закрепленной в месте установки датчика,

— проволока, прикрепленная одним концом к балке, а другой конец нагружен грузом, подвешенным к датчику,

— специальные леса, установленные под мостом, на которых установлен датчик досягаемости до балки.

В первой системе наблюдались ошибки, связанные с неучетом изменения силы, тянущей проволоку от растянутой пружины, и связанного с этим изменения длины проволоки.Ошибки, связанные с неучетом изменения длины провода и высоты, вызванные изменением температуры, наблюдаются во всех системах.

При измерении перемещений геодезическими методами значительные погрешности могут быть получены при использовании в качестве репера только штатива (тахеометра или нивелира) без контрольного отсчета призм или реперной рейки.

Экологические ошибки связаны с состоянием окружающих условий во время испытаний.В случае испытаний под статической нагрузкой температура может оказать особое влияние на систему измерения, а также на измеряемые уровни. В случае динамических нагрузочных испытаний любые ошибки, вызванные изменениями температуры во время испытаний, могут быть проигнорированы из-за принципиально короткого времени проводимых испытаний. Однако следует тщательно проанализировать сравнение результатов динамических испытаний, проведенных в разное время в течение года. Температура и влажность могут влиять на значение динамических параметров, обычно принимаемых для обнаружения повреждений.

При испытаниях на статическую нагрузку значительные погрешности могут быть также связаны с ошибкой в ​​определении времени стабилизации моста при определении постоянных и упругих величин (подробно это будет рассмотрено на примере статических испытаний в главе 4).

К другим ошибкам относится использование упрощений типа определения прогиба ферм только на основании измерения их перемещений без какой-либо коррекции с учетом смещения опорных точек.Это важно при проведении испытаний со значительным уровнем нагрузки (проверочные нагрузочные испытания) и сравнении полученных при измерениях значений прогиба с расчетными значениями.

В случае испытаний на динамическую нагрузку причины возможной неправильной оценки конструкции моста более сложны. Они возникают из двух источников: один связан с неправильным или упрощенным методом исследования/измерений, а другой связан с неправильным или упрощенным анализом результатов измерений. Кроме того, следует отметить, что значительные ошибки могут быть также вызваны трудностями в различении глобальных и локальных откликов конструкции моста. Это касается как методов исследования/измерений, так и методов анализа результатов измерений.

Опыт авторов показывает, что при измерении ускорений с помощью акселерометров погрешности, связанные с неправильным выбором фильтров, а также влияние вибраций местных элементов, могут носить доминирующий характер, что подробно рассмотрено на первом примере динамического тесты в главе 4).

Последние 30 лет были временем интенсивного развития цифровых методов измерения и цифровой обработки сигналов, что особенно способствовало развитию испытаний на динамическую нагрузку. Применение цифровых методов измерения, а также цифровая обработка сигналов могут оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на результаты оценки конструкции моста.

Положительное влияние наблюдается в основном у:

— устранение излишних ошибок, связанных с «ручным» считыванием аналоговых устройств;

— более легкий контроль правильности системы измерений с целью оценки влияния других факторов на результаты измерений,

— возможность применения методов цифровой обработки сигналов для:

— исключить влияние шума на регистрируемые измерительные сигналы,

— использовать цифровую фильтрацию,

— производить спектральный анализ измеряемых сигналов,

— возможность применения инновационных методов измерения, позволяющих измерять качества, практически не поддающиеся измерению аналоговыми методами (визуальные, интерференционные, инерциальные методы и др. ).).

Отрицательное влияние, т.е. повышенная неопределенность погрешности измерения, применения цифровых методов измерения и цифровой обработки сигналов можно наблюдать, например, в:

— применение неправильной выборки и начальной фильтрации измеренных сигналов, особенно в случае записи ускорения,

— создание инновационных методов измерения перемещений, не учитывающих погрешности, возникающие в результате расположения точки отсчета, на основе только устройства-треноги; что, например, важно в случае методов зрения (Olaszek, 1999),

— оценка квазистатического значения на основе перемещений, зарегистрированных при движении автомобиля на скоростях, близких к максимальным, вместо скорости примерно 10 км/ч (тест на ползание) может привести к значительным ошибкам, как будет подробно обсуждаться во втором примере динамических тестов в главе 4.

Примеры нагрузочных испытаний

Представленные примеры относятся к практическим случаям, когда использование неправильных методов испытаний может привести к значительным ошибкам в оценке моста, если они не будут обнаружены должным образом. Первый случай касается испытаний на статическую нагрузку автомобильного моста и показывает, насколько существенными могут быть ошибки в оценке моста при анализе времени стабилизации прогиба моста при определении постоянных и упругих величин. Следующие два случая касаются испытаний на динамическую нагрузку двух железнодорожных мостов.Второй пример показывает, что при измерении ускорений с помощью акселерометров погрешности, связанные с неправильным выбором фильтров, а также влияние вибраций местных элементов, могут иметь доминирующий характер по сравнению с результатами аналитического расчета. Третий пример показывает, как могут появиться значительные погрешности в оценке моста при оценке квазистатического значения перемещений, регистрируемых при движении поезда на скоростях, близких к максимальным, вместо скорости примерно 10 км/ч.

Пример испытания статической нагрузкой

Испытываемый мост состоит из трех свободно опертых пролетов длиной 29,00 + 21,20 + 29,00 м. Его пришлось отремонтировать из-за плохого технического состояния с разрушенной деревянной палубой и ограничением грузоподъемности до 3,5 тонн. Конструкция моста после ремонта показана на рисунке 3. Представленный случай имел место на крайних пролетах. Каждый из пролетов состоит из трех стальных двутавровых балок, к которым добавлены нижние полки и поперечины, образующие решетку.В ходе ремонта на стальных пролетных фермах была изготовлена ​​композитно-железобетонная плита перекрытия. Все стальные соединения были спроектированы как фрикционные соединения с высокопрочными фрикционными зажимными болтами (рис. 4).

Рисунок 3 . Вид на автодорожный мост — крайний пролет на переднем плане; от Olaszek (2015) разрешение было предоставлено Комитетом по гражданскому строительству и гидротехнике Польской академии наук.

Рисунок 4 . Вид снизу на крайний пролет – видны детали надстройки во время ремонта; от Olaszek (2015) разрешение было предоставлено Комитетом по гражданскому строительству и гидротехнике Польской академии наук.

Во время первого статического испытания на исходном отремонтированном мосту были обнаружены значительные значения прогиба в концевом пролете сразу после въезда на мост двух грузовиков. Однако, поскольку зарегистрированные измеренные значения прогиба были значительно ниже расчетных, были введены еще две тележки. Из-за зарегистрированных значений отклонения приращения (рис. 5А) испытание было остановлено до того, как эти значения стабилизировались. Удалось определить только постоянное значение смещения d _pv ; которая достигла очень большого значения.

Рисунок 5 . Зарегистрированные экстремальные прогибы балки во времени: (A) при первой испытательной нагрузке; (Б) при пробной нагрузке, проведенной после ремонта. Отмечены упругие d _ev и постоянные d _pv значения прогиба.

Правильный диагноз наблюдаемого поведения моста и прекращение испытания под нагрузкой до того, как мост получил необратимое повреждение, был поставлен на основе непрерывного и оперативного наблюдения за прогибами во времени.Суммируя результаты замеров и информацию, предоставленную Подрядчиком, можно констатировать, что Подрядчик выполнил компрессионные швы с неполной несущей способностью. К счастью, испытание было остановлено, а пролеты разгружены. Если бы процесс нагружения был продолжен, то зазоры между болтами фрикционных соединений и отверстиями в элементах конструкции могли бы исчезнуть. На основании вышеприведенного анализа был произведен ремонт узлов — введены независимые сварные соединения между элементами конструкции, которые до этого момента были соединены фрикционными соединениями.Более подробная информация о нагрузочном тестировании и анализе ненадлежащего поведения конструкции представлена ​​в Olaszek et al. (2014б).

Второе испытание под нагрузкой было проведено после ремонта соединений. Результаты испытаний показали, что после ремонта конструкция заработала исправно. Примерная временная зависимость прогиба при испытательной нагрузке предельного пролета представлена ​​на рис. 5Б и характеризуется быстрой стабилизацией перемещений как после приложения нагрузки, так и после ее снятия.Удалось определить упругие значения перемещения d _ev и постоянные значения перемещения d _pv . При этом постоянное значение смещения d _pv было очень мало, близко к нулю.

В представленном случае (первое пробное нагружение) наблюдается исключительное поведение, когда наблюдаются значительные приросты прогиба и отсутствие тенденции к стабилизации перемещений после приложения нагрузки.Наоборот, при испытании после ремонта наблюдается очень быстрая стабилизация перемещений как после приложения нагрузки, так и после ее снятия. При выполнении испытаний статической нагрузкой на различных типах мостов можно наблюдать разные скорости стабилизации. Это очень важный фактор, который необходимо учитывать при выполнении статического диагностического нагрузочного теста, и продолжительность теста и точность результатов будут зависеть от времени удержания нагрузки до стабилизации выходных сигналов.Раннее снятие нагрузки до достижения постоянного или стационарного значения является распространенной ошибкой, которая может привести к серьезным ошибкам результатов испытаний и принятию неправильных решений. Более подробное описание различных скоростей стабилизации для разных типов бетонных и стальных мостов доступно в Olaszek and Casas (2019).

Примеры испытаний динамической нагрузкой

Первым примером испытания динамической нагрузкой является мост, состоящий из двух конструкций, каждая из которых предназначена для одной железнодорожной линии.Каждый мост был спроектирован как стальная ферма со свободными концами и параллельными поясами (рис. 6). Нижние пояса состоят из двух пластинчатых ферм с композитным железобетонным балластным поддоном. Ферменная конструкция была сварной и клепаной. Длина пролета 93,00 м. Железнодорожный путь является характерной особенностью этого путепровода, так как он изогнут на всем протяжении пролета с радиусом кривизны R = 2600 м (рис. 7). Проблема моделирования динамического анализа движения высокоскоростных поездов по криволинейным в плане мостам была представлена ​​в литературе (Xia et al., 2008; Димитракопулос и Цзэн, 2015). Представленный здесь пример относится к вопросу сравнения измеренных значений ускорения со значениями, определенными аналитически. Достоверность такого сравнения можно предположить, если измеренные значения ускорений соответствуют только колебаниям элементов конструкции, включенным в расчеты. Как правило, при расчетах динамических конструкций не учитываются такие элементы, как железнодорожные пути, ограждения, рельсы и т. д. Даже при очень тщательном расположении датчика ускорения могут быть зарегистрированы нежелательные колебания элементов, исключенных из расчетов.Основные частоты колебаний этих элементов, как правило, выше, чем основные частоты ферм, и достоверное сравнение с расчетными значениями возможно только после соответствующей фильтрации зарегистрированной истории разгона.

Рисунок 6 . Вид сбоку на первый представленный железнодорожный мост; от Olaszek (2015) разрешение было предоставлено Комитетом по гражданскому строительству и гидротехнике Польской академии наук.

Рисунок 7 .Вид на мост с уровня железной дороги — виден криволинейный железнодорожный путь; от Olaszek (2015) разрешение было предоставлено Комитетом по гражданскому строительству и гидротехнике Польской академии наук.

Численная модель моста (рис. 8) представляла собой трехмерный каркас, состоящий из элементов с 6 степенями свободы в узле (Olaszek et al., 2013). Все элементы фермы и поперечные балки настила были смоделированы как одномерные балочные элементы. Композитный железобетонный настил также был смоделирован в виде сетки балочных элементов.Модель состоит из 249 узлов и 526 элементов. Вес дополнительных компонентов, таких как балласт, шпалы, рельсы и балюстрады, был оценен и распределен между элементами модели палубы.

Рисунок 8 . Геометрия численной модели моста, отмечены элементы конструкции моста, смоделированные с помощью 1-D балочных элементов: ST-элемент стальной фермы, SS-стальная подкосная балка, SC-стальная поперечина, CD-элемент железобетонного полотна ; (Olaszek et al., 2013) разрешение предоставил Вальдемар Шанец (автор модели).

Подвижная нагрузка (инерционная, подпружиненная) моделировалась как сосредоточенные силы, действующие на конструкцию. В связи с тем, что горизонтальные силы всегда должны сочетаться с вертикальной нагрузкой от железнодорожного транспорта, расчеты выполнялись в два этапа. В первом случае расчет выполнялся для прямого пути, а во втором — для криволинейного пути с заданным радиусом. Во втором случае к вектору вертикального действия добавлялись составляющие, участвующие в действии горизонтальных сил.

Модель моста была откалибрована по истории времени прогиба, а позже с помощью откалиброванной модели были рассчитаны ускорения. Для проверки максимально приемлемого значения ускорения моста при различных скоростях движения поезда необходимо было спрогнозировать историю разгона (EN, 2003, 2005).

Сравнительный анализ истории перемещений во времени, измеренной во время движения поезда со скоростью 200 км/ч и определенной аналитически с помощью описанной выше численной модели, показывает высокое соответствие результатов измерений результатам расчетов – около 99 %.Пример измеренных и рассчитанных временных характеристик вертикальных перемещений для движения специального поезда (два локомотива и четыре пассажирских вагона, размещенных между ними) со скоростью 200 км/ч приведены на рис. 9.

Рисунок 9 . Измерены и рассчитаны временные характеристики вертикальных перемещений при прохождении специального поезда (два локомотива и четыре пассажирских вагона между ними) со скоростью 200 км/ч.

Примечательно, что при сравнении динамики времени ускорения, зарегистрированной и определенной с теоретической моделью, в одной и той же точке балки испытуемой конструкции во время одной и той же поездки поезда проявляется разная податливость.Отношение экстремальных измеренных положительных и отрицательных амплитуд ускорения к расчетным составляло от 131 до 288% в случае использования измерения сигнала фильтра Бесселя 20 Гц во время теста (рис. 10А). Это важное отличие возникло из-за высокочастотных вибраций в измеренной временной диаграмме (рис. 10В). Наиболее вероятной причиной отсутствия высокочастотного содержания в расчетной временной диаграмме разгона является отсутствие моделирования путей и барьеров. После использования фильтра Бесселя 10 Гц был получен коэффициент, близкий к податливости смещения — в диапазоне от 103 до 112% (рис. 10С).Этот пример является доказательством важности использования надлежащих фильтров при измерении и анализе виброускорений моста, а также необходимости точных теоретических моделей для получения прогнозируемых значений или важности точного знания основных ограничений моделей из-за принятые гипотезы и упрощения реальности. Более подробное изложение важности использования надлежащих фильтров при измерении и анализе виброускорений моста представлено в Olaszek (2015).

Рисунок 10 . Сравнение динамики разгона, измеренного во время движения поезда со скоростью 200 км/ч (то же, что и на рис. 9) и определенного аналитически: (A) ускорение, измеренное с использованием фильтра нижних частот Бесселя 20 Гц, и ускорение, рассчитанное без каких-либо фильтров; (B) частотный спектр из измеренной и рассчитанной временной истории из (A) ; (C) измерено и рассчитано ускорение после использования фильтра нижних частот Бесселя с частотой 10 Гц.

Вторым примером испытаний на динамическую нагрузку также является мост с двумя параллельными конструкциями, каждая из которых предназначена для одной железнодорожной линии. Каждое сооружение представляет собой стальной арочный мост с железобетонным настилом моста. Длина пролета 75 м, высота арки 15 м (рис. 11). Подвески изготовлены из стальных стержней и приварены к арке и связи арки (рис. 12). Во время приемо-диагностического нагрузочного испытания наблюдались высокие значения коэффициента динамического усиления, обусловленные динамической восприимчивостью моста.Мост показывает высокий уровень вибрации в подвесках как для случая вынужденной, так и для свободной вибрации. Пример зарегистрированных временных характеристик горизонтальных ускорений подвесок для двух проездов (10 и 200 км/ч) специального поезда показан на рис. наблюдается между продольными и поперечными ускорениями в зависимости от скорости поезда. Подобные чрезмерные вибрации подвесок, вызванные резонансом при проезде поездов, представлены в Andersson and Karoumi (2012).

Рисунок 11 . Боковой вид на второй железнодорожный мост.

Рисунок 12 . Вид на мост с уровня железной дороги – видны подвески из стальных стержней.

Рисунок 13 . Измеренные временные характеристики горизонтальных ускорений подвесок для прохождения спецпоезда (два локомотива и четыре пассажирских вагона, расположенных между ними): (А) при скорости v = 10 км/ч, (Б) при скорости скорость v = 200 км/ч; направления горизонтальных ускорений: поперечное и вдоль заданы относительно направления пути.

В этом примере представлено возможное применение методов цифровой обработки сигналов для экстраполяции результатов измерений при динамических испытаниях высокоскоростных железнодорожных мостов. Были опробованы различные методы оценки квазистатического значения смещения на основе перемещений, зарегистрированных при движении поезда на скоростях, близких к максимальным, вместо скорости примерно 10 км/ч. Исследована ошибка использования различных альтернатив.

Реальные значения коэффициентов динамического усиления d _av следует рассчитывать как:

Где D _VMAX — это экстремальное отклонение со скоростью V _MAX и D _{VSTA VSTA VSTA — это предельное значение отклонения со скоростью В STA .}

Динамические испытания проводились на специальном поезде, состоящем из двух локомотивов и четырех пассажирских вагонов, размещенных между ними. Поездки поезда были на скоростях от V _STA = 10 км / час по _MAX = 200 км / ч, с промежуточными скоростями V _I = 80, 120, 160 и 180 км/ч. Примеры измеренных временных характеристик вертикального смещения на ¼ длины пролета (точка с максимальными прогибами) при прохождении поезда со скоростями v ₁₀ и v ₂₀₀ представлены на рис. 14А.

Рисунок 14 . Измеренные и экстраполированные временные характеристики вертикальных перемещений поездов (то же, что и на рис. 13): (A) измеренные вертикальные смещения при скорости v = 10 км/ч и v = 200 км/ч; (B) оценка квазистатического значения с использованием низкочастотного BF, фильтра Бесселя; КИХ, КИХ-фильтр; и MAF, фильтр скользящего среднего.

квазистатическое время-история смещения D ( V _STA , T ) было сделано на основе перемещенных временных историй D ( V _MAX , t ), зарегистрированных во время движения поезда с максимально допустимой скоростью v _max = 200 км/ч.

В случае автодорожных мостов метод получения истории квазистатических перемещений посредством фильтрации был представлен Paultre et al. (1992). Согласно этой публикации, цифровой фильтр нижних частот, применяемый к записанным данным, используется для сглаживания динамических частот в сигнале. Фильтрация может быть выполнена с помощью фильтра скользящего среднего или фильтров с конечной импульсной характеристикой. Применяемый фильтр должен иметь полосу пропускания f _pb частота:

где v скорость автомобиля, L длина пролета.Полоса задерживания с частотой среза f _co должна быть ниже первой основной частоты моста f _{F 1} :

Для анализа эффективности метода фильтрации в случае железнодорожных мостов были протестированы три типа фильтров нижних частот, существенно различающихся по частотным характеристикам (Smith, 2003; Lyons, 2011):

— Фильтр Бесселя (БФ),

— Фильтр с конечной импульсной характеристикой (FIR),

— Фильтр скользящего среднего (MAF).

Результаты в случае фильтров Бесселя, КИХ-фильтров и скользящих средних анализировались методом последовательных приближений (фильтрация с использованием переменной частоты среза) для того, чтобы в отфильтрованном сигнале не было свободных колебаний. На рис. 14Б представлены примеры результатов прохождения поезда, полученные после использования фильтров Бесселя, КИХ-фильтров и фильтра скользящего среднего с частотами среза, чтобы в отфильтрованном сигнале не было свободных колебаний. Показан также экстремальный уровень перемещений, зарегистрированный во время движения поезда на скорости 10 км/ч.Наилучший результат (относительное отклонение ≈0%) был получен при использовании КИХ-фильтрации, а наихудший результат (относительное отклонение −83%) был получен при использовании скользящего среднего. Коэффициент динамического усиления, определенный на основании поездок поезда со скоростью 10 и 200 км/ч, составил 1,23. После фильтрации, использованной для оценки квазистатического значения, два фильтра дали завышенные значения коэффициента динамического усиления, равные 1,85 и 7,19, а одно расчетное значение близко к реальному. Более подробно различные методы экстраполяции для динамических испытаний железнодорожных мостов представлены в Olaszek and Casas (2019).

Как справляться с неопределенностями и ошибками при нагрузочных испытаниях моста

Как показано в предыдущих главах, неопределенность и ошибки присущи выполнению и анализу результатов испытаний моста под нагрузкой. Если это не будет предпринято должным образом, это может привести к неверным решениям относительно безопасности моста (недостаточная жесткость,….) и/или пригодности к эксплуатации (чрезмерная вибрация, постоянные прогибы, коэффициент динамического усиления,….). Первый шаг к тому, чтобы избежать таких ошибок, — это знать их.В этом смысле опыт большого количества выполненных тестов дает ценный фон. Опыт, показанный в настоящей и других статьях, имеет чрезвычайно важное значение для принятия мер в конкретных тестах и, наконец, может стать основой для принятия Руководства по правильному проведению и анализу тестов. Конечно, конечной целью будет разработка стандартов и кодексов.

Стандартизация является важным элементом испытаний. Стандарт (ISO/IEC 17025, 2017), используемый исследовательскими лабораториями, устанавливает общие требования к компетентности, беспристрастности и последовательной работе лабораторий. Исследовательские лаборатории, которые хотят, чтобы их компетентность была подтверждена аккредитацией, выданной уполномоченным органом по аккредитации в данной стране, должны применять эту норму. В настоящее время действует его версия 2005 г., а с 2020 г. вступит в силу версия 2017 г., которая регулируется на международном уровне ILAC [Международное сотрудничество по аккредитации лабораторий (ILAC, 2018)].

Важные элементы стандарта (ISO/IEC 17025, 2017 г.), среди прочего, относятся к:

— Персонал;

— Объекты и условия окружающей среды;

— Оборудование;

— Метрологическая прослеживаемость;

— Выбор, проверка и валидация методов;

— Обращение с предметами для испытаний или калибровки;

— Оценка неопределенности измерений;

— Обеспечение достоверности результатов;

— Отчет о результатах.

Межлабораторные сличения проводятся в качестве важной проверки для обеспечения качества испытаний и предотвращения ошибок. Олашек и др. (2014a) представили межлабораторные сравнения, которые позволили проверить методы измерения прогибов мостов, используемые лабораториями. Исследование показало, что система передачи перемещений испытуемой балки в точку расположения преобразователя с помощью троса и груза пригодна как для статических, так и для динамических испытаний, но только в случае низкочастотных вибраций.Система не работает при более высоких частотах вибраций и сильных импульсных функциях.

Норма разработана для обеспечения качества исследований во всех видах лабораторий. Он не учитывает специфику нагрузочных испытаний мостов. В связи с этим в Польше был разработан документ (Польский центр аккредитации, 2017 г.), который включает особые требования, связанные с испытаниями мостов, такие как:

— Объем и требования к методам исследования, применяемым при испытании мостовых конструкций при испытательном нагружении;

— предельные значения неопределенности измерений и обязательные составляющие бюджета неопределенности измерений;

— требования к программе обеспечения качества результатов лабораторных исследований;

— нормативная область аккредитации при испытаниях железнодорожных, автодорожных и пешеходных мостов;

— требуется минимальная исследовательская программа для железнодорожных мостов, автомобильных мостов и пешеходных мостов.

Документ разработан совместно с Экспертной группой по аккредитации лабораторий, проводящих испытания инженерных сооружений, особенно мостов. Документ был рассмотрен Министерством инфраструктуры и строительства, Главным управлением национальных дорог и автомагистралей и АО Польских государственных железных дорог. Подобные инициативы представляют интерес для устранения источников ошибок как при получении, анализе, так и при сравнении результатов по мостовой нагрузке. испытания, проводимые различными лабораториями по всему миру.

Выводы

В статье представлены практические соображения относительно нескольких источников ошибок при выполнении и анализе результатов статических и динамических испытаний мостов. Внимание было обращено на различные причины неопределенности оценки моста при нагрузочных испытаниях. В случае измерений можно оценить неопределенность отдельных измерений на основе признанных источников ошибок. Представлены основные причины ошибок, связанных с разными методами измерения.

Использование неправильных методов испытаний может привести к значительным ошибкам при оценке моста. Это показано в трех примерах нагрузочного тестирования, описанных в статье. Первый случай испытаний статической нагрузкой показывает, насколько существенными могут быть ошибки в оценке моста при анализе времени стабилизации прогиба моста при определении постоянных и упругих величин. Следующие примеры взяты из динамического нагрузочного тестирования. Второй показывает, как в случае измерения ускорений с помощью акселерометров могут появиться значительные ошибки в оценке моста из-за неправильного выбора фильтров.Третий пример показывает, как могут появиться значительные погрешности в оценке моста при определении коэффициента динамического усиления путем оценки квазистатического значения перемещений по записям, полученным на высоких скоростях.

Применение соответствующих международных стандартов или национальных правил, основанных на обобщении опыта, показанного в документе, становится необходимым для правильного управления неопределенностями и ошибками при испытаниях мостовой нагрузки и для сравнения результатов, предоставленных различными агентами или лабораториями. Фактически, одни и те же экспериментальные записи могут быть получены при очень разных результатах испытаний из-за применения разных методов. Поэтому эти методы должны быть должным образом откалиброваны, чтобы избежать каких-либо ошибок.

Не все аспекты нагрузочного тестирования подходят для стандартизации. Но, по крайней мере, стандартизация должна в первую очередь касаться уровней нагрузки, диапазона и точности измерений и методов предварительного анализа данных. Из-за различных типов, ситуаций и состояния испытанных мостов стандартизацию трудно применять, а в некоторых случаях она не может выходить за рамки применения надежных правил инженерной оценки, основанных на опыте, полученном за многие годы.

Вклад авторов

PO и JC подготовили концепцию документа. PO подготовил примеры тестирования моста и написал первый черновик рукописи. JC написал разделы рукописи и отредактировал окончательную редакцию. Оба автора прочитали и одобрили представленную версию.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Большое спасибо всем коллегам из Лаборатории исследований конструкций мостов Научно-исследовательского института дорог и мостов за их активное участие в исследовательской работе, а также Вальдемару Шанецу из Кельцского технологического университета за предоставление результатов расчетов второго железнодорожного моста.

Ссылки

Андерссон, А., и Каруми, Р. (2012). «Ослабление резонансного поведения анкерного арочного железнодорожного моста с помощью повышенного демпфирования подвески», на 6-й -й Международной конференции по обслуживанию, безопасности и управлению мостами (Стреза: Taylor & Francis Group).

Академия Google

Касас, младший (2006). «Управление мостами: текущие и будущие тенденции», в Управление мостами, характеристики жизненного цикла и стоимость , изд. П. Дж. С. Круз, Д. М. Франгопол и Л. К. Невес (Тейлор и Фрэнсис), 21–30. дои: 10.1201/b18175-6

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Касас, Дж. Р., и Гомес, Дж. Д. (2010). «Оценка пропускной способности моста с помощью комбинированных данных пробной нагрузки и данных WIM», в Proceedings of IABMAS’10 (Филадельфия, Пенсильвания).

Академия Google

Касас, Дж. Р., и Гомес, Дж. Д. (2013). Грузоподъемность автодорожных мостов пробной нагрузкой. KSCE J. Инженер-строитель. 17, 556–567. doi: 10.1007/s12205-013-0007-8

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Димитракопулос, Э. Г., и Зенг, К. (2015). Схема трехмерного динамического анализа взаимодействия поездов с криволинейными железнодорожными мостами. Вычисл. Структура 149, 43–60. doi: 10.1016/j.compstruct.2014.12.002

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

EN 1990:2002/A1 (2005). Еврокод — Основа проектирования конструкций. Европейский комитет по стандартизации, Брюссель.

ЕН 1991-2 (2003). Еврокод 1: Воздействия на конструкции — Часть 2: Транспортные нагрузки на мосты . Брюссель: Европейский комитет по стандартизации.

Faber, M.H., Val, D.V., and Stewart, M.G. (2000). Контрольные испытания под нагрузкой для оценки и модернизации моста. англ. Структура 22, 1677–1689.doi: 10.1016/S0141-0296(99)00111-X

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Гуле, Дж. А., и Смит, И. Ф. (2013). Структурная идентификация с систематическими ошибками и неизвестными зависимостями неопределенностей. Вычисл. Структура 128, 251–258. doi: 10.1016/j.compstruc.2013.07.009

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Руководство

(2010 г.). Оценка данных измерений. Руководство по выражению неопределенности измерений . Париж: Объединенный комитет руководств по метрологии; Международная организация законодательной метрологии.

Институт инженеров-строителей и Национальный руководящий комитет по нагрузочным испытаниям мостов. (1998). Руководство по дополнительным испытаниям мостов под нагрузкой . Лондон: Thomas Telford Ltd.

ИСО 18649 (2004). Механическая вибрация – оценка результатов динамических испытаний и исследований мостов . Женева: Международная организация по стандартизации.

ИСО/МЭК 17025 (2017). Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий .Женева: Международная организация по стандартизации.

Лайонс, Р. Г. (2011). Понимание цифровой обработки сигналов. 3-е издание . Река Аппер-Сэдл, Нью-Джерси: Пирсон, Прентис-Холл.

Академия Google

Мун, Ф.Л., и Актан, А.Е. (2006). Влияние эпистемической (смещенной) неопределенности на структурную идентификацию построенных (гражданских) систем. Ударная вибрация. Дайджест . 38, 399–422. дои: 10.1177/0583102406068068

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Олашек, П.(1999). Исследование динамических характеристик мостовых конструкций методом компьютерного зрения. Измерение 25, 227–236. дои: 10.1016/S0263-2241(99)00006-8

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Олашек, П. (2015). Применение цифровых методов измерения для исследования моста (на польском языке — Cyfrowe Methody Pomiarowe w Zastosowaniu do Badan Mostów) . Варшава, Polska Akademia Nauk Komitet Inzynierii Ladowej i Wodnej.

Олашек, П.и Касас, Дж. Р. (2019). «Диагностические нагрузочные испытания мостов. Предыстория и примеры применения», в Нагрузочные испытания мостов (конструкций и инфраструктуры) , изд. Э. Ланцохт (CRC Press, Taylor & Francis Group).

Академия Google

Олашек, П., Чешла, Дж., и Шанец, В. (2013). Исследование горизонтальных сил приводит к железнодорожному виадуку с изогнутой тележкой (по-польски — Badanie skutkówodziaływan bocznych na wiadukcie kolejowym lezacym na łuku). Будаун.Арка 12, 47–54.

Академия Google

Олашек П., Лагода М. и Касас Дж. Р. (2014b). Диагностические нагрузочные испытания и оценка существующих мостов: примеры применения. Структура. Инфраструктура. англ. 10, 834–842. дои: 10.1080/15732479.2013.772212

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Олашек П., Мазанек М., Янас Л., Саламак М. и Матысек А. (2014a). Суть межлабораторных сличений — качество нагрузочных испытаний (по-польски: Istota porównan miedzylaboratoryjnych–jakość badan pod probnym obciazeniem). Мосты 2, 32–35.

Академия Google

Paultre, P., Chaallal, O., and Proulx, J. (1992). Динамика моста и факторы динамического усиления — обзор аналитических и экспериментальных данных. Кан. Дж. Гражданский инж. 19, 260–278. дои: 10.1139/л,92-032

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Смит, SW (2003). Цифровая обработка сигналов: Практическое руководство для инженеров и ученых . Амстердам: Newnes, Elsevier Inc.

Академия Google

Тейлор, Дж. (1997). Введение в анализ ошибок, изучение неопределенностей в физических измерениях . Саусалито, Калифорния: Университетские научные книги.

Академия Google

Ван, Н., О’Мэлли, К., Эллингвуд, Б., и Зурейк, А. (2011). Оценка моста с использованием оценки надежности системы. I: оценка и проверка нагрузочным тестированием. Дж. Бридж Инж. 16, 854–862. doi: 10.1061/(ASCE)BE.1943-5592.0000172

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Вишневский, Д., Касас, Дж. Р., и Гон, М. (2012). Кодексы для оценки безопасности существующих мостов — текущее состояние и дальнейшее развитие. Структура. англ. Междунар. 22:2. дои: 10.2749/101686612X13363929517857

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Xia, H., Guo, W.W., Wu, X., Pi, Y.L., and Bradford, MA (2008). Анализ поперечного динамического взаимодействия системы поезд–балка–пирс. Дж. Звуковой вибратор. 318, 927–942. doi: 10.1016/j.jsv.2008.05.002

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Влияние статической и динамической нагрузки на реакции маргинальной кости вокруг остеоинтегрированных имплантатов: экспериментальное исследование на животных

Хотя общепризнано, что неблагоприятные силы могут нарушать остеоинтеграцию, механизм этого осложнения неизвестен. В этом исследовании статические и динамические нагрузки применялись к имплантатам длиной 10 мм (Brånemark System, Nobel Biocare, Швеция), установленным бикортикально в большеберцовую кость кролика, для изучения реакции кости. У каждого из 10 взрослых новозеландских черных кроликов был один имплантат, нагруженный статически (с поперечной силой 29,4 Н, приложенной на расстоянии 1,5 мм от вершины имплантата, что приводит к изгибающему моменту 4,4 Нсм), один имплантат, нагруженный динамически (( с поперечной силой 14,7 Н, приложенной на расстоянии 50 мм от вершины имплантата, что приводит к изгибающему моменту 73.5 Нсм, всего 2520 циклов с частотой 1 Гц) и один контрольный имплантат без нагрузки. Нагрузку проводили в течение 14 дней. В качестве ориентира для приложенной динамической нагрузки использовалась численная модель. Гистоморфометрические количественные оценки площади контакта кости с металлом и плотности кости сбоку от имплантата были выполнены на некальцифицированных и окрашенных толуидиновым синим срезах. Гистологическая картина была сходной для статически нагруженных и контрольных имплантатов. Плотная кортикальная пластинчатая кость присутствовала вокруг маргинальной и апикальной части последних имплантатов без признаков потери костной массы.Дефекты кости в форме кратера и лакуны Хаушипа были явными признаками резорбции кости в маргинальной области кости вокруг динамически нагруженных имплантатов. Несмотря на эти костные дефекты, костные островки присутствовали в контакте с поверхностью имплантата в этой краевой области. Это привело к значительному уменьшению контакта кости с имплантатом вокруг динамически нагруженных имплантатов по сравнению со статически нагруженными и контрольными имплантатами. Однако при сравнении количества кости в непосредственной близости от маргинальной части имплантатов достоверно (P < 0.007) вокруг динамически нагруженных имплантатов присутствовал меньший объем кости (плотность) по сравнению со статически нагруженными и контрольными имплантатами. Это исследование показывает, что чрезмерные динамические нагрузки вызывают кратероподобные дефекты кости латеральнее остеоинтегрированных имплантатов.

Номинальная нагрузка LockNLoad™ — Yakima EU

Объяснение технологии стойки

Подходит для всех систем Yakima LockNLoad с перекладинами и грузовыми платформами.

Смущен тем, какой вес вы можете перевозить на крыше вашего автомобиля? Не волнуйтесь, как и большинство из нас, но это полезное руководство должно помочь вам рассчитать это.

Если вы все еще сомневаетесь, напишите нам, используя нашу контактную онлайн-форму, и мы расскажем вам об этом.

При попытке рассчитать, какой вес вы можете перевозить на крыше вашего автомобиля, необходимо учитывать несколько ключевых факторов:

• Грузоподъемность
• Статические и динамические силы
• Использование на дороге и бездорожье

Расчет номинальной нагрузки

Чтобы рассчитать номинальную нагрузку на крышу вашего автомобиля, вам сначала нужно понять, что это должно быть получено из номинальных значений различных компонентов.

Типичный сценарий переноски крыши Yakima LockNLoad состоит из:

• Крыша автомобиля (очевидно, верно?)
• Решение для перекладин, обычно состоящее из перекладин, ножек и комплекта для конкретного автомобиля.
  или
• Платформенное решение, обычно состоящее из платформы, ножек и комплекта для конкретного автомобиля или системы крепления RuggedLine.
• Возможны дополнительные аксессуары для переноски, например, багажник на крышу, держатель для каяка и т. д.

Каждый из перечисленных выше элементов имеет независимую максимальную грузоподъемность.Максимальное количество, которое вы можете перевозить на своем транспортном средстве, является наименьшим максимальным значением любого из этих элементов.

Например, если производитель указывает на максимальную грузоподъемность крыши вашего автомобиля 80 кг, ваше монтажное решение и перекладина или платформа рассчитаны на 100 кг, а на грузовом боксе указано, что он может выдерживать 90 кг, то максимальная грузоподъемность составляет 80 кг. . Просто считайте это самым слабым звеном в цепи.

---

Багажник на крышу
100 кг
Изделие рассчитано на нагрузку
90 кг
Крыша, рассчитанная на нагрузку 80 кг
Наименьшая нагрузка – это
максимальная нагрузка, которую вы можете нести

---

Если наименьшее указанное число относится к крыше транспортного средства, помните, что номинальная грузоподъемность включает вес системы поперечины или платформы.Таким образом, если ваше решение для перекладин весит 10 кг, максимальное количество груза, которое вы можете нести на перекладинах, составляет 70 кг (80 кг – 10 кг = 70 кг)

Чтобы узнать значения грузоподъемности различных компонентов, вам необходимо ознакомиться с инструкциями производителя (руководство пользователя по номинальной нагрузке на крышу автомобиля) и/или с веб-сайтом. Номинальные значения нагрузки продукта Yakima LockNLoad можно легко найти на местном веб-сайте Yakima в разделе LockNLoad, а конкретную информацию о вашем автомобиле можно найти в нашем поисковике. Если есть сомнения, звоните, а не гадайте.

Всегда помните, что номинальные нагрузки для систем предполагают, что любая нагрузка равномерно распределяется по системе. По возможности применяйте это при загрузке автомобиля. Чрезмерная нагрузка на точку может привести к повреждению и нестабильности транспортного средства.

---

Статические и динамические нагрузки

Какая разница? Проще говоря, динамический — это когда вы ведете свой автомобиль и есть движение, а статический — когда ваш автомобиль стоит на месте.

Значения грузоподъемности, указанные производителями багажников на крыше, относятся к ситуации, когда вы управляете автомобилем, т.е.е., они представляют собой рейтинги динамической нагрузки. Статическая грузоподъемность, как правило, выше.

Почему это важно? Ну, как правило, это не так, поскольку вы не добавляете больше багажа, когда добираетесь до места назначения и останавливаетесь.

Где это действительно вступает в игру, например, с палатками на крыше (RTT). В примере выше мы определили, что вы можете нести на перекладинах 70 кг. Если ваш RTT весит 50 кг, вы находитесь в пределах своих возможностей на 20 кг (70 кг – 50 кг = 20 кг).

Итак, что происходит, когда вы залезаете в свой RTT? Если вы весите 80 кг, используя динамическую грузоподъемность, вы, естественно, значительно превысите лимит.Не беспокойтесь, если только вы не планируете находиться в палатке во время вождения (что не рекомендуется)! В этом случае применяется статическая грузоподъемность.

Как правило, в статической среде номинальная нагрузка может быть увеличена в три раза (3). Итак, в этом случае вы можете загрузить на крышу 230 кг: 80 кг x 3 = 240 кг – 10 кг (багажник на крыше) = 230 кг (помните, это нужно равномерно распределить) на крышу, и все будет в порядке и на самом деле 100 кг в запасе.

(230 кг – 50 кг палатка на крыше – 80 кг человек = 100 кг)

Обратите внимание, что кратность 3 применяется к компонентам багажника на крыше. Как правило, это должно быть применимо к крышам большинства транспортных средств, но мы всегда рекомендуем вам проконсультироваться с производителем вашего транспортного средства, прежде чем принимать какое-либо увеличение номинальной нагрузки от динамической до статической на крыше транспортного средства.

Статическая нагрузка — это рейтинг, применяемый, когда транспортное средство неподвижно.

---

Использование на бездорожье

Все значения грузоподъемности применимы для движения по дорогам с твердым покрытием правильной формы с гладким покрытием.

При движении по лесным служебным дорогам, подъездным дорогам или другим нетехническим участкам* с умеренной скоростью заявленные значения грузоподъемности должны быть снижены.Это связано с тем, что дополнительная неровность этих сред передается через автомобиль и все, что к нему прикреплено, что может создавать дополнительные нагрузки на вашу систему багажника на крыше.

Информацию о снижении внедорожных характеристик Yakima LockNLoad для определенных систем багажника на крыше см. в таблице ниже:

Итак, в ранее упомянутом примере, где мы определили, что грузоподъемность крыши в 80 кг была самым слабым звеном, если поперечины прикреплены с помощью системы крепления на гусеницах, 80 кг уменьшится на 20% до 64 кг (не забудьте затем вычесть вес перекладины или системы платформы, чтобы определить, сколько вы можете нести i.е 64 кг – 10 кг = 54 кг).

* Примечание: Экстремальное вождение на четырех колесах, такое как ползание по скалам, не покрывается гарантией Yakima, независимо от типа посадки.

---

Альтернативные варианты монтажа

Багажник не крепится к крыше автомобиля? Не волнуйтесь, в целом действуют те же правила.

Если вы прикрепляете свой багажник на крышу к любому из следующих устройств:

• Ванна
• Лоток Ute
• Жесткая крышка Ute
• Навес

Те же рекомендации применяются для расчета максимальной нагрузки, которую вы можете перевозить, и уменьшения внедорожного веса систем багажников на крыше Yakima. Тем не менее, вам необходимо поговорить с производителем транспортного средства, поддона, жесткой крышки или навеса, чтобы понять, есть ли у них собственное снижение рейтинга бездорожья и увеличение нагрузки от динамической к статической, поскольку это может варьироваться в зависимости от марки и производителя. Затем всегда не забывайте применять самый низкий рейтинг.

Ключевые выводы

• Номинальная грузоподъемность — это наименьшая максимальная грузоподъемность различных компонентов (как правило, крыши автомобиля, комплекта и поперечины или платформы).
• Статические нагрузки могут увеличиться в три раза (при условии подтверждения производителем вашего автомобиля).
• После того, как вы съедете с дороги с твердым покрытием, ваша грузоподъемность может снизиться в соответствии с приведенной выше таблицей «Тип установки».

Нажмите здесь, чтобы загрузить эту информацию в формате PDF для печати

[PDF] Сравнение статической и динамической балансировки нагрузки в грид-вычислениях

ПОКАЗАНЫ 1-10 ИЗ 20 ССЫЛОК

СОРТИРОВАТЬ ПОРелевантностьНаиболее влиятельные документыНедавность

Анализ производительности алгоритмов балансировки нагрузки

Анализ производительности различных алгоритмов балансировки нагрузки на основе различных алгоритмов балансировки нагрузки на основе различных алгоритмов балансировки нагрузки. указывает на то, что статические и динамические оба типа алгоритмов могут иметь как преимущества, так и недостатки друг перед другом.Expand

• Просмотреть 3 выдержки, справочная информация и методы

Стратегия динамической балансировки нагрузки для грид-вычислений

В этой статье предлагается многоуровневый алгоритм, который обеспечивает динамическую балансировку нагрузки в грид-вычислениях с использованием древовидной модели, и представлены следующие основные особенности: он многоуровневый ; он поддерживает гетерогенность и масштабируемость; и он полностью независим от какой-либо физической архитектуры сети. Expand

• View 1 выдержка, справочная информация

Сравнение алгоритмов динамической балансировки нагрузки

В этом документе описываются функции симулятора на основе Java, предназначенного для анализа производительности трех алгоритмов балансировки нагрузки, а именно: инициированные и симметрично-инициированные алгоритмы, использующие среднее время ожидания и среднее время оборота в качестве критериев. Expand

• View 1 выдержка, справочная информация

Моделирование алгоритмов статической балансировки нагрузки

На основании времени выполнения можно сделать вывод, что алгоритм центрального менеджера, использующий ввод-вывод ЦП или жесткого диска при загрузке индексов, является лучший алгоритм статической балансировки нагрузки, обеспечивающий самое быстрое время выполнения. Expand

• Посмотреть 2 выдержки, справочная информация

Экономические модели для управления ресурсами и планирования в грид-вычислениях

Предложена структура вычислительной экономики для распределения ресурсов и регулирования спроса и предложения в грид-вычислениях, а также некоторые экономические модели в ресурсах. торговля и планирование демонстрируются с помощью брокера ресурсов Nimrod/G.Expand

• Просмотр 1 выдержки, справочная информация

СТАТИЧЕСКИЕ, ДИНАМИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ И МЕХАНИЧЕСКИЕ ПРЕИМУЩЕСТВА

ДЛЯ ПЕЧАТИ

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ ПОЛУЧИТЬ СТРАНИЦУ ИНДЕКСА
СТАТИЧЕСКИЕ И ДИНАМИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ И МЕХАНИЧЕСКИЕ ПРЕИМУЩЕСТВА
В. Райан © 2015
PDF-ФАЙЛ — НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ РАБОЧИЙ ЛИСТ
Справа «трезвый» Джефф демонстрирует статическую нагрузку.Он стоит неподвижно в центре каната. Канат прогибается под действием приложенного к нему веса и остается в этом положении.
Однако после нескольких алкогольных напитков Джефф становится храбрым и начинает ходить по веревке. Теперь он представляет собой динамическую нагрузку, так как он движется и все же оказывает давление вниз.
Упав с каната, Джефф неподвижно лежит на полу. Он снова представляет собой «статическую нагрузку», так как вес его тела по-прежнему воздействует на пол.
Высококвалифицированные фельдшеры призваны позаботиться о стационарном Джеффе.
Хороший пример механического преимущества показан напротив. Предпринимается попытка поднять раненого Джеффа. Под его тело подложили доску, которая будет использоваться как «рычаг». В качестве опоры используется футбольный мяч. Точка опоры – это точка, в которой поворачивается рычаг.
Механическое преимущество — это соотношение между нагрузкой (Джеффа) и усилием, необходимым для того, чтобы поднять его с пола. Увеличение длины планки (со стороны усилия) играет важную роль, так как чем длиннее планка, тем больше механическое преимущество, тем легче ее поднять (требуется меньшее усилие).
Джеффа везут к машине скорой помощи на тележке скорой помощи.Когда его перемещают, он снова является динамической нагрузкой. Когда тележка останавливается, он является статическим грузом.
Скорая помощь Джеффа стоит на «красном» светофоре. Поскольку машина скорой помощи не движется, ее можно рассматривать как «статическую нагрузку». Кроме того, это пример потенциальной энергии. Как только свет изменится на зеленый, водитель скорой помощи нажмет на педаль газа, и машина скорой помощи поедет вперед, преобразовывая потенциальную энергию в кинетическую. Это еще раз пример динамической нагрузки
ПРАКТИЧЕСКИЙ ПРИМЕР МЕХАНИЧЕСКОГО ПРЕИМУЩЕСТВА
Дырокол ниже имеет простой рычаг, который обеспечивает механическое преимущество при пробивании отверстий в бумаге и картоне. Когда рычаг нажимается вниз, резак рядом с точкой опоры пробивает отверстия в бумаге/карте. Использование рычага означает, что для нажатия требуется меньшее усилие. Чем длиннее рычаг, тем меньшее усилие требуется. Это пример механического преимущества, примененного к дизайну.
Механическое преимущество считается «соотношением» между грузом, который необходимо переместить, и усилием, необходимым для перемещения груза. Однако чем длиннее ручка, тем меньше усилий требуется (см. моменты силы). И сила, и нагрузка измеряются в единицах, называемых ньютонами.
В приведенном ниже примере показан рычаг, находящийся в состоянии равновесия (сбалансирован). Нагрузка в 600 н уравновешивается усилием в 200 н, потому что усилие расположено на большем расстоянии от точки опоры. Чтобы рассчитать механическое преимущество, необходимо сначала рассчитать усилие, необходимое для «уравновешивания» нагрузки.
Момент по часовой стрелке = 600 x 2 Нм Момент против часовой стрелки = 200 x 6 Нм В состоянии равновесия моменты по часовой стрелке = моменты против часовой стрелки 600 х 2 Нм = 200 х 6 Нм 1200 = 1200
Следовательно, механическое преимущество:
НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ ПОЛУЧИТЬ СТРАНИЦУ СИЛ

.