Том 9, № 1 (2023)

В своей статье авторы подчеркивают основные принципы с точки зрения устойчивости, припоминают основные исходные предпосылки и результаты расчленения на этапах проектирования и вычисляют основные до формулирования условий надежности с точки зрения предельной восприимчивости способности и предельного состояния по отклонению к естественной эксплуатации. Далее авторы уделяют внимание различению проблем нагрузки от проблемной реакции конструкции на расчеты и теоретические и экспериментальные расчеты, требуемые для трансформации нагрузок на расчеты. Авторы подчеркивают, что сначала необходимо полностью владеть т.н. «первым значением применения» теории надежности, ограниченно выявленного использования пластических резервов, учета истории реакции, пока не выполняются предпосылки использования метода предельных оснований, основанные на высокой степени теории надежности.

В рамках студенческих исследований в Санкт-Петербургском архитектурно-строительном университете продолжается разработка альтернативных предложений по созданию высокоскоростной магистрали в Арктической зоне вдоль Северного Морского Пути с остановками в основных транспортно-логистических центрах по побережью страны. Магистраль берет свое начало в Северо-Западном регионе России, в морском порту Усть-Луга, проходит по Ленинградской области, Заполярному региону Европейской части и Сибири и через Берингов пролив заканчивается на Аляске, соединяя собой два континента. В статье представлены результаты научно-исследовательских работ по прокладке схемы транспортной магистрали, по ее структуре и архитектурной компоновке зданий транспортно-пересадочных узлов. Также приведены результаты модельного эксперимента по исследованию конструктивной и расчетной схем каркаса здания с кольцевым пандусом.

Обоснование: в настоящих условиях Северный Морской Путь (СМП) представляет особый интерес для развития данного арктического транспортного направления. В августе 2022 года правительство утвердило план развития СМП до 2035 года. План включает в себя 150 мероприятий, которые входят в пять ключевых разделов, включая транспортную и электроэнергетическую инфраструктуру. В настоящий момент уровни транспортной доступности и инфраструктуры данного региона находится на недостаточном уровне для эффективного использования полного потенциала Заполярной территории. Для обеспечения надежного функционирования СМП требуется создать дополнительную грузопассажирскую систему, характеризующуюся движением грузовых модулей со скоростью до 200 км/ч и пассажирских модулей – до 500–1000 км/ч. Проектируемая магистраль позволит соединить ключевые транспортно-логистические морские центры и в кратчайшие сроки доставлять пассажиров и грузы.

Цель: разработка высокоскоростной транспортной магистрали в Арктической зоне, построенной на широком применении электротранспорта.

Материалы и методы: построен маршрут магистрали, рассчитаны эстакадные конструкции на сочетания действующих нагрузок, сил и воздействий, включая учет динамических аспектов и нелинейности, c использованием программных комплексов "SCAD Office" и “Lira”.

Результаты: по предварительным технико-экономическим показателям продолжительность доставки грузов по Арктической скоростной магистрали до Берингова пролива по сравнению с СМП сокращается в 5,5 раза, а пассажиров – почти в 30 раз, но при этом протяженность проектируемой скоростной магистрали почти                    в 1,6 раза выше в связи с необходимостью обхода высоких прибрежных горных массивов, особенно в шельфе Восточно-Сибирского моря.

Заключение: при проектировании глобальной сухопутной транспортной сети данные исследования подтверждают возможность использования технологий Evacuated Tube Transportation и Маглев для Арктической скоростной транспортной магистрали. В дальнейших исследованиях будут рассмотрены подводные трубные магистрали, которые должны иметь протяженные прямолинейные участки длиной более 1000 км, обходящие прибрежные горные массивы и обеспечивающие минимизацию количества транспортно-пересадочных узлов.

Обоснование: развитая экономика требует соответствующего уровня развития транспортной системы, она составляет важную основу для концентрации и специализации производства. Следовательно, общее развитие регионов и страны в целом требует развития и модернизации транспортной системы, что оказывает непосредственное влияние на социально-экономическое развитие. В связи с этим для решения задач, связанных с повышением эффективности перевозочного процесса на железнодорожном транспорте необходимо внедрять усовершенствованные тяговые ресурсы. В настоящее время в компании ОАО «РЖД» ведется активная работа по обновлению корпоративного локомотивного парка и решается вопрос внедрения тягового электрического подвижного состава повышенной мощности, за счет применения бустерных секции электровозов, для вождения поездов повышенной массы и длины на стратегически важных железнодорожных участках России интегрированных в международные транспортные коридоры.

Цель: разработать имитационную модель эксплуатации электровозов 3ЭС6 с бустерной секцией на участках Урало-Сибирского полигона, провести оценку готовности транспортной инфраструктуры при использовании исследуемых локомотивов в поездной работе, определить наиболее подходящие тяговые плечи для эксплуатационной работы таких электровозов.

Материалы и методы: для получения результатов используются тяговые характеристики рассматриваемых локомотивов, данные анализа тяговых плеч эксплуатации и транспортной инфраструктуры с использованием навигационной системы Yandex Maps, а также российское программное обеспечение Е2 для создания графическо-физических 3D моделей с последующим имитационным моделированием, реализованного в программных комплексах Substance Painter и 3Ds max.

Результаты: представлен анализ участков эксплуатации исследуемых локомотивов с указанием достоинств и недостатков использования в перевозочном процессе электровозов 3ЭС6, разработана имитационная модель взаимодействия объектов инфраструктуры и локомотивного парка, определена перспектива дальнейших исследований в части проведения расчетов технико-экономического обоснования замены парка локомотивов устаревших серий.

Заключение: полученные результаты исследования можно использовать при организации эксплуатационной работы и технического обслуживания локомотивов 3ЭС6 с бустерными секциями для совершенствования технологии эксплуатации корпоративного локомотивного парка при полигонной структуре управления перевозочным процессом.

Цель: Разработка нового подхода к оптимизации процесса распределения грузопотоков на транспортном полигоне. Построение математической модели процесса грузоперевозок, учитывающей в равной степени интересы различных участников перевозочного процесса.

Материалы и методы: Строится математическая модель процесса грузоперевозок, которая опирается на инфраструктурные показатели рассматриваемой части железнодорожного полигона и представляет собой многокритериальную оптимизационную задачу целочисленного программирования. Алгоритм решения задачи является общим для наземного транспорта и реализован в среде системы компьютерной алгебры. В качестве проекта, представляющего собой пример приложения разработанного транспортно-логистического метода, рассматривается часть Северо-Кавказской железной дороги, примыкающая к основным грузовым портам Азово-Черноморского бассейна. Рассматриваемый железнодорожный полигон является транзитной составляющей, активно эксплуатируемой при российском экспорте, в частности, зерновых грузов.

Результаты: Изучаются вопросы организации железнодорожных грузоперевозок в мультимодальных транспортно-технологических системах на основе эгалитарного и утилитарного подходов в теории благосостояния. Указанные подходы рассматриваются в отношении участников перевозочного процесса (агентов) в рамках временных и стоимостного показателей этого процесса. Вычислительные процедуры нахождения оптимальных распределений грузопотоков доведены до конкретных результатов.

Заключение: Математический эксперимент, используемый как инструмент имитационного моделирования, позволяет разносторонне и целенаправленно манипулировать показателями перевозочного процесса и ограничениями, накладываемыми на планы перевозок. Полученные в результате оптимизации по Парето распределения грузопотоков в адрес припортовых станций выгрузки, анализируются с точки зрения их рациональности и полезности в отношении агентов.

Обоснование: Вращающиеся диски, например маховики, являются неотъемлемой частью двигателей, что требует развития теоретических методов анализа и дизайна таких дисков.

Цель: Определение профиля равнопрочного вращающегося диска.

Материалы и методы: Методы математической теории упругости и пластичности.

Результаты: Методика определения профиля равнопрочного вращающегося диска, подчиняющегося условию пластичности Мизеса, и ее применение.

Заключение: Разработанная методика может быть использована для дизайна равнопрочных вращающихся дисков, подверженных действию различных комбинаций величин давления на внешнем и внутреннем радиусах. Методика может быть распространена на более общие условия пластичности.