Науковий вісник НЛТУ України (Jun 2019)
Лазерні та інформаційні технології контролю динамічних зміщень просторових структур об'єктів за дії активних техногенних і природних чинників ризику аварій
Abstract
На сучасному етапі розвитку науки для технологічних і техногенних енергоактивних систем вироблено системні методи ідентифікації структури, динаміки, оцінення ризику, тоді як для просторових об'єктів цю проблему повною мірою не вирішено. Це стосується будівництва та експлуатації таких об'єктів з просторово розподіленою структурою, як мости, великі павільйони, висотні будинки, агрегатні лінії на спільному фундаменті для кольорового друку, які піддаються великим динамічним неоднорідним за потужністю навантаженням, що діють упродовж тривалого часу експлуатації. Їх руйнація при сукупній дії динамічних і статичних неоднорідних потокових у часі чинників великої енергетичної потужності, призводить до аварій і людських втрат. Основний чинник, який призводить до когнітивних помилок у проектуванні просторових конструкцій, є те, що фахівці у процесі розроблення проекту не до кінця враховують поняття фізичної сили, енергії потужності та фізичної енергії чинників з потоковою випадковою структурою. На цей аспект проблеми динамічної стійкості конструкції за дії чинників із стохастичною структурою звернув увагу Я. П. Драган, ввівши поняття "стохастичного процесу скінченої енергії" і "скінченої потужності потоків (послідовностей) активних фізичних силових дій". За певних умов комплексна дія силових чинників призводить до виникнення солітонів, тобто формування піку енергії та потужності у певний момент часу у найслабшому вузлі конструкції, що її руйнує. Якщо проектант, через свої когнітивні здібності і рівень знань, не враховує енергетичну сутність чинників як руйнівних сил, тоді це призводить до руйнування інфраструктурних об'єктів (міст у Генуї (Італія 2018 р.)), збудований у 1967 р., Китай 2019 р.), руйнівних повеней, пожарів, транспортних катастроф, цунамі. Щодо мостів з металоконструкцій у США (Нью-Йорк), побудованих з урахуванням методів вібраційних розрахунків С. Тимошенко, то вони експлуатуються понад 100 років, за відповідного технічного обслуговування. Оцінка вібраційної стійкості просторових конструкцій, як наявних, так і нових проектів, залишається складною проблемою створення систем контролю і діагностики, не вирішеною повною мірою, і тому розроблення інтегрованих інтелектуальних методів проектування систем контролю методом дистанційного лазерного зондування є актуальною. Інтенсивний розвиток як соціальної, так і техногенної інфраструктури призводить, внаслідок дії транспортних потоків, електростанцій, виробництв з шкідливими викидами, до росту силового екологічного навантаження на просторові конструкції, корозію металевих складників, росту вібраційних впливів на елементи об'єктів. Подальший розвиток таких негативних процесів призводить до зменшення міцності конструкцій, їхньої стійкості, експлуатаційної надійності та руйнування. Зниження якості несучих конструкцій, через невраховані негативні впливи, унеможливлює прогноз моменту настання аварійних ситуацій. Відповідно, розроблення методів дистанційного контролю вібрацій просторових елементів несучих конструкцій є для різних галузей актуальною проблемою.
Keywords
