Ломать — не строить: как ученые продлевают жизнь мостам
Мосты в современных городах выдерживают огромные нагрузки: потоки машин, перепады температур, вибрации. Чтобы они не трескались и не разрушались, инженеры используют специальные подвижные опоры — мостовые подшипники.
Их главная задача — компенсировать движение конструкции, не давая ей деформироваться. Но если подшипники заклинит из-за плохой смазки, последствия могут быть катастрофическими.
Смазочные материалы, такие как российские ЦИАТИМ-221 и его улучшенная версия ЦИАТИМ-221F, защищают узлы от трения и износа. Первый состоит из силиконового масла и устойчив к воде, второй содержит микрочастицы тефлона, которые делают его еще прочнее. Такие составы используют в мостах, кранах и тяжелой технике, где часто нет возможности регулярно обслуживать механизмы.
Но как точно предсказать, как поведет себя смазка в реальных условиях? Обычные компьютерные модели не учитывают всех факторов — например, как материал реагирует на резкие перепады температуры или разные скорости нагрузки. Ученые Пермского Политеха создали новую математическую модель, которая снижает погрешность расчетов до 1%.
Как проходило исследование
- Сначала изучили поведение смазок при температурах от -40 до +80 °C.
- Выяснили, что добавление тефлона повышает устойчивость к деформации на 20%.
- Разработали алгоритм, который учитывает не только вязкость, но и пластичность материала.
Мы обнаружили, что смазки ведут себя как твердое тело при любых температурах, — говорит Анна Каменских, кандидат технических наук. — Это особенно важно для северных регионов, где перепады достигают 120 градусов.
Новая модель поможет инженерам точнее подбирать смазочные материалы для мостов, машин и даже космической техники. В будущем ее можно будет встроить в программы для автоматизированного проектирования.
Ранее ученые разработали самовосстанавливающийся бетон.