Коэффициент сцепления устойчивость: HTTP 404 Resource not found

Страница не найдена

Васильев А.И.

ФГБОУ ВО «Московский автомобильно-дорожный
государственный технический университет», Москва, Россия

Автор, ответственный за переписку: Васильев Александр Ильич, e-mail: [email protected]

Аннотация. Автором представлена философская трактовка вклада мостостроения в развитие цивилизации.

Мосты во все времена являлись важным элементом цивилизации, инструментом взаимодействия людей между собой и с природой, объектом не только физической, но, прежде всего, интеллектуальной деятельности человека. Поэтому их философское осмысление, проникновение в логику и диалектику развития мостостроения оправдано и необходимо.

Развитие мостостроения обуславливают следующие основные факторы: концепция и критерии, требования, конкуренция, опыт и информация.

Концепция проектируемого моста должна учитывать категории цели, надёжности, экономики, традиций, достигнутого уровня проектирования, личных пристрастий и опыта проектировщика.

Цель, преследуемая строительством конкретного моста в конкретном месте, определяется, в основном, текущими потребностями, формулируется в Техническом задании и регламентируется задаваемыми в нормах уровнями потребительских свойств.

При этом в течение всего жизненного цикла должны соблюдаться критерии прочности и надёжности. Уровень надёжности обеспечивается нормами проектирования.

Требования к мостам должны содержать социальные, технические и гуманитарные аспекты. Экономика почти всегда, по крайней мере, в нашей стране, является главным критерием при выборе варианта моста.

Конкуренция — одно из основных условий развития природы и человеческого общества. Можно выделить три вида конкуренции в области мостостроения: между разными странами (конкуренция престижей), конкуренция научных и проектных школ, конкуренция в торгах.

Важное значение для развития мостостроения имеют опыт и информация. Речь здесь идёт о коллективном опыте мостового сообщества.

Эффективным средством обмена опытом и идеями является техническая литература, и прежде всего, технические журналы и сборники, различные форумы мостовиков.

Ключевые слова: конкуренция; концепция; критерии; мостостроение; мосты; нормы; проектирование; требования; философия; эстетика

27.10.2022

---

^1,2Локтев А.А., ¹Баракат А.

¹ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский
Московский государственный строительный университет», Москва, Россия
²ФГАОУ ВО «Российский университет транспорта (МИИТ)», Москва, Россия

Автор, ответственный за переписку: Баракат Ахмад, e-mail: [email protected]

Аннотация. Введение: Важной инженерной задачей является оценка состояния пролетных конструкций при их эксплуатации в различных условиях и разработка методики не только определения текущего состояния сооружения и отдельных его элементов, но и прогнозирование этапов жизненного цикла. Данная работа посвящена исследованию влияния месторасположения и размеров трещины, расположенной в растянутой зоне поперечного сечения балки, на значение частоты собственных колебаний главной балки пролетного строения. В статье предлагается метод определения месторасположения и параметров раскрытия трещины в растянутой зоне шарнирно опертой балки, представляющей собой основу пролетной конструкции, посредством анализа нескольких частот колебаний.

Методы: Балка мостового перехода моделируется с помощью теории изгиба балок типа Эйлера-Бернулли. Моделирование трещины проводилось с помощью функции гибкости с учетом местоположения и длины трещины. Математическое выражение сформулировано для определения месторасположения и длины открытой трещины в растянутой зоне шарнирно опертой балки моста. Программа MATLAB использовалась для численных исследований и имитационного моделирования задачи определения параметров трещины.

Результаты: Получены значения собственных частот балки моста с трещиной в разных местах по длине пролета и различной длины трещины в растянутой зоне поперечного сечения. Построены соотношение между относительной длиной трещины и относительной основной частотой балки с трещиной для разных координат ее расположения и также соотношение между относительным месторасположением и относительной основной частотой балки с трещиной для разных значений длины трещины. Указанные приведенные величины предлагается использовать в качестве критериальных параметров для оценки состояния и возможных сценариев дальнейшей эксплуатации балочного пролетного строения.

Обсуждение: Полученные результаты показывают, что с увеличением относительной длины и относительной координаты места возникновения трещины собственная частота уменьшается. По результатам исследования сформулирован вывод о том, что наименьшего внимания заслуживают трещины в растянутой зоне шарнирной балки с относительной длиной трещины и относительным месторасположением менее чем 0,1. C другой стороны, необходимо проводить исследование для оценки состояния поврежденной балки моста с относительным месторасположением трещины более чем 0,1 и относительной длиной трещины менее чем 0,3 и после проведенного анализа следует принимать решение о возможных режимах дальнейшей эксплуатации искусственного сооружения. Для пролетных конструкций, балки которых имеют трещины с относительным месторасположением трещины более чем 0,1 и относительной длиной трещины более чем 0,3 требуется подробное исследование и обследование конструкции, с выработкой рекомендаций по требуемым ремонтным работам.

Ключевые слова: пролетные конструкции; главная балка; трещина; длина и местоположение трещины; обратная задача; собственная частота

08.10.2022

---

Шелгунов О.О., Кавказский В.Н.

ФГБОУ ВО «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I», Санкт-Петербург, Россия

Автор, ответственный за переписку: Шелгунов Олег Олегович, e-mail: [email protected]

Аннотация. Материалы, представленные в статье, будут использованы в диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук. В статье приведены сведения о строительстве и эксплуатации тоннелей на высокоскоростных железнодорожных магистралях, отмечается, что на новых строящихся линиях сооружаются, как правило, однопутные тоннели. Приведен обзор развития существующих методов снижения и компенсации аэродинамического давления и способов его регуляции, проанализированы их достоинства и недостатки.

Представлено описание нового конструктивного решения, способствующего снижению интенсивности аэродинамических воздействий, описаны принципы его работы и основная гипотеза, показаны преимущества перед существующими решениями. Изложены материалы исследования аэродинамического состояния системы «тоннель-поезд», полученные по результатам численного моделирования методами вычислительной гидрогазодинамики. Выполнен анализ изменения аэродинамического давления при различных параметрах прохождения поезда в тоннеле и дана оценка состояния системы «тоннель-поезд». Основное внимание уделено степени влияния скорости движения поезда, отношений площадей поперечного сечения и длин тоннеля и поезда.

Результаты численного моделирования оценивались по величинам перепадов аэродинамического давления, по характеру аэродинамического состояния системы «тоннель-поезд», по характеру траекторий воздушных потоков и их скоростях. В табличной и графической формах представлены полученные результаты, проведен их анализ. Показана эффективность нового конструктивного решения тоннеля для высокоскоростной железнодорожной магистрали в решении задачи смягчения аэродинамического давления, обоснована рациональность инженерного решения.

Конструктивное решение тоннеля для высокоскоростной железнодорожной магистрали обладает потенциалом к снижению материалоемкости и улучшению технико-экономических характеристик сооружения и может быть применено при проектировании и строительстве для дальнейшей эффективной эксплуатации перспективных скоростных и высокоскоростных железнодорожных линий в современных условиях с учетом аэродинамических явлений.

Ключевые слова: железнодорожные тоннели; высокоскоростные железнодорожные магистрали; численное моделирование; система «тоннель-поезд»; аэродинамическое давление; аэродинамика высокоскоростных поездов; тоннель для высокоскоростного подвижного состава

30.09.2022

---

¹Коваль С.В., ¹Пестрякова Е.А., ¹Пискунов А.А., ²Смирнов А.П.,
³Харченко А.И., ¹Сонин А.Н., ¹Идиатулин Д.Р., ³Харченко И.Я.

¹ФГАОУ ВО «Российский университет транспорта (МИИТ)», Москва, Россия
²ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет —
МСХА имени К.А. Тимирязева», Москва, Россия
³ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет», Москва, Россия

Автор, ответственный за переписку: Пестрякова Екатерина Алексеевна, e-mail: Kate.pestriakova@gmail. com

Аннотация. Увеличение объемов и масштабов освоения подземного пространства, включая строительство объектов метрополитена в крупных городах, сопровождается значительным влиянием на окружающую городскую застройку, что требует разработки и реализации комплекса специальных мероприятий, обеспечивающих защиту зданий и сооружений от сверхнормативных деформаций. При этом, в зону влияния строительства вовлекаются многочисленные надземные и подземные сооружения, включая действующие объекты метрополитена, а также жилая застройка и надземные транспортные сооружения.

В настоящее время одним из наиболее эффективных методов, обеспечивающих надёжную защиту объектов от осадочных деформаций, является метод компенсационного нагнетания.

В статье изложены теоретические основы применения технологии компенсационного нагнетания для защиты зданий и сооружений от сверхнормативных осадочных деформаций при строительстве объектов транспортной инфраструктуры в условиях плотной городской застройки.

Разработана математическая модель, соответствующая реальной геометрии расчетной области вестибюля метрополитена с грунтовым основанием, фактическими физико-механическими характеристиками материалов его конструкций и грунтового массива.

В статье представлены результаты численного моделирования, с помощью которых определены объемы, давление, очередность и места инъектирования. По расчетным данным определена продолжительность компенсационного нагнетания специальных растворов для сохранения стабильного положения фундаментов эскалаторных тоннелей метрополитена путём формирования расчётного напряженно-деформированного состояния грунтового массива в основании фундаментной плиты сооружения для обеспечения заданного превентивного подъема, установлены зависимости деформаций подъёма от давления и объёмов нагнетания специальных инъекционных смесей.

На основе полученных данных разработан регламент производства работ по сохранению планово-высотного положения объектов метрополитена на всех этапах строительства и эксплуатации многофункционального комплекса.

Ключевые слова: эскалаторный тоннель метрополитена; метрополитен; численное моделирование; напряженно-деформированное состояние; грунтовый массив; компенсационное нагнетание; технологический регламент; проект производства работ

23.09.2022

---

¹Аншваев А.К., ^1,2Овчинников И.Г.

¹ФГАОУ ВО «Пермский национальный
исследовательский политехнический университет», Пермь, Россия
²ФГБОУ ВО «Саратовский государственный
технический университет имени Гагарина Ю.А.», Саратов, Россия

Автор, ответственный за переписку: Овчинников Игорь Георгиевич, e-mail: [email protected]

Аннотация. В статье рассматривается воздействие пластиковых отходов на окружающую среду, способы их утилизации и проблемы выделения из общего числа отходов. Описывается технология их вторичной переработки, а также свойства полученных материалов, их плюсы и минусы относительно аналогов из традиционных материалов (бетон, сталь и дерево), зарубежный опыт их применения в мостостроении (строительство новых мостов, реконструкция старых мостовых сооружений). Так же в статье анализируется экономическая составляющая строительства при использовании строительных материалов из отработанного пластика и их воздействие на окружающую среду. Приводится сравнение материалов из первичных полимеров и полимерных материалов вторичного производства. Показано, как обстоят дела с утилизацией отходов пластика за рубежом и в России, какие прорабатываются системы для улучшения и оптимизации процесса утилизации.

Цель статьи указать на то, что человечеству необходимо пересмотреть свой взгляд на экологическую ситуацию в мире, в связи с загрязнением окружающей среды пластиковыми отходами и показать, что существует путь решения этой проблемы и это — вторичная переработка отработанного пластика. Такой вариант утилизации пластиковых отходов позволит очистить нашу планету от скоплений пластикового мусора (которые образуются как на суше, так и на океанских просторах, пагубно влияя на флору и фауну) и создавать конкурентоспособные, надежные строительные материалы и изделия, позволяющие ускорить процесс сооружения мостовых конструкций, облегчить и сделать экономичнее эксплуатацию мостов в будущем.

Ключевые слова: полимеры; мост; свая; компаунд; модуль упругости; деформация; термопласт; деградация

06.09.2022

---

¹Смирнова О.М., ²Казанская Л.Ф.

¹ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский горный университет», Санкт-Петербург, Россия
²ФГБОУ ВО «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I», Санкт-Петербург, Россия

Автор, ответственный за переписку: Смирнова Ольга Михайловна, e-mail: [email protected]

Аннотация. Улучшение экологической обстановки и получение композитов гидратационного твердения с новыми свойствами для различных условий эксплуатации возможно при использовании вторичных ресурсов. Работа посвящена изучению критериев оценки воздействия вяжущих гидратационного твердения на окружающую среду. Методологический подход к выбору функциональной единицы для сравнительной оценки углеродного следа цементов обосновывается в работе. Приведены результаты исследований свойств, определяющих долговечность бетона в транспортном строительстве и в агрессивной среде животноводческих ферм. Наименьшую стойкость в агрессивной среде животноводческих комплексов имеет бетон на основе портландцемента, прочность на изгиб которого уменьшается почти вдвое после 150 суток выдерживания. Несколько лучшие показатели коэффициента стойкости в агрессивной среде имеют составы вяжущего на шлакопортландцементе и техногенном сырье. При этом если процесс деструкции и снижения прочностных характеристик образцов вяжущего на портландцементе носит прогрессирующий характер до полного их разрушения, то в образцах вяжущего на модифицированном техногенном сырье прочностные характеристики стабилизируются со временем, что свидетельствует о затухающем характере коррозионного процесса. Исследованный шлакощелочной бетон удовлетворяет требованиям для дорожных бетонов и бетонов подрельсовых конструкций, т. к. прочность на сжатие и морозостойкость составили 70 МПа и F600 для гранулированного доменного шлака с модулем основности 0. 8; 78 МПа и F700 для гранулированного доменного шлака с модулем основности 0.9. Эти бетоны имели сопоставимые характеристики с бетоном на портландцементе CEM 52.5, для которого значения составили 60 МПа и F600. Представленные результаты способствуют развитию экологического подхода к принятию проектных решений в строительстве.

Ключевые слова: углеродный след; удельный выброс эквивалента углекислого газа; функциональная единица оценки воздействия цемента; многокомпонентные вяжущие; молотый гранулированный доменный шлак; активаторы твердения; долговечность; морозостойкость; устойчивое развитие

16.08.2022

---

Шепитько Т.В., Артюшенко И.А., Зайцев А.А.

ФГАОУ ВО «Российский университет транспорта (МИИТ)», Москва, Россия

Автор, ответственный за переписку: Артюшенко Игорь Александрович, e-mail: [email protected]

Аннотация. Возведение транспортных сооружений в районах Арктической зоны Российской Федерации является сложной инженерной задачей. Данная сложность обуславливается не только грамотным выбором конструктивно-технологических решений по улучшению грунтов основания, но и рациональными организационными-технологическими решениями, которые в свою очередь влияют на сроки возведения транспортных сооружений, их стоимость и эффективность строительства в районах крайнего Севера Российской Федерации. При строительстве в криолитозоне зачастую строительные материалы требуют доставки к территории строительства с помощью железнодорожного, автомобильного и водного транспорта.

Строительство в сложных климатических условиях подразумевает использование новых технологий производства работ с использованием современного оборудования для обеспечения надежности и долговечности строящихся сооружений. Грамотная организация работ и современные технологии максимально сокращают срок производства работ, но при этом увеличивают затраты на строительство.

Для сокращения времени производства работ в статье представлена технология усиления грунтов основания вертикальными столбами из щебня.

Авторами представлен состав работ по усилению грунтов основания вертикальными столбами из щебня при возведении насыпей по II принципу проектирования (с допущением оттаивания), технологическая последовательность их выполнения. Разработан план производства работ по реализации двухлучевой организационной схемы по усилению грунтового основания вертикальными столбами из щебня на участке Обская-Салехард, пикет 01+50-пикет 06+50 новой железнодорожной линии «Северный широтный ход».

Показаны потребности в машинах и механизмах, используемых в реализации предложенной технологии. Даны рекомендации по наиболее благоприятному периоду производства работ.

Ключевые слова: транспорт; криолитозона; земляное полотно; организация строительства; многолетнемерзлые грунты

26.07.2022

---

¹Крутиков О.В., ^1,2Гершуни И.Ш., ¹Рыжов Д.И.

¹ООО «Т.К.М.», Москва, Россия
²ФГАОУ ВО «Российский университет транспорта (МИИТ)», Москва, Россия

Автор, ответственный за переписку: Крутиков Олег Владимирович, e-mail: ovkru@mail. ru

 Аннотация. В последние 20–30 лет на сети автомобильных дорог России все большее распространение получает мониторинг состояния мостов в период эксплуатации. При мониторинге обеспечивается контроль моста на постоянной основе в непрерывном режиме.

Задачей, стоящей перед разработчиками систем мониторинга, является расширение спектра параметров, которые в реальном времени могут быть использованы для контроля состояния моста и безопасных условий его эксплуатации. Одним из путей является использование косвенных параметров, получаемых в результате обработки прямых данных. Необходимы соответствующие алгоритмы преобразования информации, регистрируемой датчиками системы и получения новых параметров.

Важнейшими характеристиками конструкции являются динамические характеристики, к которым относят частоты и амплитуды форм собственных колебаний, декременты колебаний. В настоящей статье рассматривается методика оценки динамических характеристик моста, а именно, частот и амплитуд форм собственных колебаний с использованием экспериментальных данных.

Рассмотрена математическая модель динамической системы, совершающей свободные колебания, в виде системы с одним входным сигналом и n выходными сигналами. Приведены формулы частотной характеристики модели и ее составляющих: амплитудной и фазовой характеристик системы. Для вычисления частотной характеристики необходимы спектры мощности и взаимные спектры-мощности, которые получают с использованием преобразований Фурье сигнала.

В статье показано, как с целью уменьшения случайной ошибки оценивать взаимный спектр, разбивая реализации на несколько смежных отрезков (сегментов) длиной T каждый. Итоговый спектр (периодограмму) получают как среднее арифметическое спектров сегментов.

Системы мониторинга с помощью акселерометров, измеряющих линейные ускорения конструкции, регистрируют выходные сигналы. В качестве источника входного сигнала рассматривается один из акселерометров. Согласно предложенной математической модели частотная характеристика собственных колебаний системы характеризует амплитуды и знаки перемещений конструкции в точке размещения акселерометров на различных частотах.

Рассмотренный авторами математический аппарат применен к данным, полученным на реальном объекте: мостовом переходе через р. Волга на автомобильной дороге Н. Новгород-Шахунья-Киров в Нижегородской области — Борский мост. Мониторинг состояния моста ч/р Волга по назначению является контрольным и исследовательским, по форме представления информации в течение времени — непрерывным, по скорости и синхронности опроса датчиков — динамическим. Цель мониторинга — наблюдение за работой конструкции моста и условиями его эксплуатации, включающее в себя технический контроль параметров напряженно-деформированного состояния (НДС). Приводятся характеристики моста и действующей системы мониторинга. Приводятся результаты численных расчетов арочного пролетного строения на колебания.

Авторами выполнены расчеты периодограмм средствами математического пакета MathCad с использованием сигналов двух акселерометров.

С целью оценки частот и амплитуд форм колебаний пролетного строения с использованием данных мониторинга были выполнены расчеты периодограмм с помощью программы «СпектрКатКросс», реализующий предложенный алгоритм. Показано соответствие результатов программы результатам расчетов по программе MathCad.

Расчетные и экспериментальные формы колебаний пролетного строения близки. В результате использования предложенной математической модели достоверность данного сопоставления обеспечивается как в части частот, так и в части амплитуд.

Ключевые слова: мониторинг технического состояния моста; исследовательский мониторинг; контрольный мониторинг; напряженно-деформированное состояние; НДС; преобразование Фурье; спектр мощности; взаимный спектр; формы собственных колебаний; частотная характеристика модели; периодограмма; динамический мониторинг

02.07.2022

---

¹Кочетков А. В., ²Каменских А. Н., ³Шашков И. Г.

¹ФГБОУ ВО «Пермский национальный
исследовательский политехнический университет», Пермь, Россия
²ФАУ «РОСДОРНИИ», Москва, Россия
³ФГКВОУ ВО «Военно-воздушная академия имени профессора Н. Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» Министерства обороны Российской Федерации, Воронеж, Россия

Автор, ответственный за переписку: Кочетков Андрей Викторович, e-mail: [email protected]

Аннотация. В настоящей статье рассматриваются методические подходы к ремонту и содержанию малых мостов нестандартной конструкции, находящихся в аварийном состоянии, на которые отсутствует проектная документация, а также нормативно-методические документы на организацию и технологии выполнения работ по их эксплуатации. Такие мосты, хотя и в незначительном количестве, присутствуют на территориальных и муниципальных сетях автомобильных дорог, например, в Оренбургской области.

Ездовое полотно получилось гидрофобным. Осадки из-за присутствия диспергированного битума не могут проникнуть под асфальтобетонный слой, между тем вода, находящаяся под асфальтобетонным слоем в течение летнего месяца вышла через поры асфальтобетонного слоя посредством порового давления. Через месяц после проведения аварийных ремонтных работ под действием высокой летней температуры и механической нагрузки от проезжающих транспортных средств произошли завершение консолидационных процессов, связанных с испарением воды, и переход диспергированного битума в пленочное состояние. В пределе у холодной влажной асфальтобетонной смеси на основе диспергированного вязкого битума достигаются свойства обычных горячих асфальтобетонов.

Устройство ровного, прочного и водонепроницаемого покрытия позволяет свести до минимума динамические воздействия от проходящего транспорта, существенно замедляет разрушительные процессы в несущих элементах моста. Впервые проведен ремонт аварийного малого моста нестандартной конструкции путем пропитки грунтовой среды вокруг опор моста разжиженной битумной суспензией на глубину до 0,5 м, что позволило обеспечить ее равнопрочность. При этом степень диспергирования для данного объекта за счет специфики приготовления битумной суспензии составила 1–10 мкм.

Новым является устройство гидрофобного двухслойного ездового полотна без слоя гидроизоляции из холодной влажной асфальтобетонной смеси на основе диспергированного вязкого битума и применения мостовой сетки. Показана возможность применения битумоцементобетонных безусадочных смесей при ремонте каменной кладки мостового сооружения.

Геометрия ездового полотна была подобрана под безударный режим проезда существующего транспортного потока с учетом квадрата скорости движения, высоты ездового полотна и суммы радиусов кривизны неровности и колеса транспортного средства.

Показана возможность применения битумоцементобетонных безусадочных смесей при ремонте каменной кладки мостового сооружения.

Новым результатом также является устройство армирующей системы ездового полотна из холодного влажного асфальтобетона на основе преднапряжения гибкой с растяжением металлической мостовой сетки в приращениях перемещений.

Ключевые слова: мостовое сооружение; малый мост; нестандартная конструкция; диспергированный битум; битумоцементобетон; ремонт; битумная суспензия; мостовая сетка; уплотнение; гидрофобизация; гидроизоляция

28.06.2022

---

Козак Н.В.

ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет», Санкт-Петербург, Россия

Автор, ответственный за переписку: Козак Николай Викторович, e-mail: kozak. [email protected]

 Аннотация. В статье автором опубликованы результаты натурного эксперимента на существующем сталежелезобетонном автодорожном мосту, проведенного с целью определения фактических параметров режима работы элементов объединения — гибких штыревых упоров. Данная работы была проведена в рамках диссертационного исследования автора в области совершенствования способов проверки выносливости элементов объединения сталежелезобетонных пролетных строений и является развитием проведенного ранее комплексного сравнительного анализа существующих моделей проверок выносливости. В статье дано подробное описание условий проведения и методов двухстадийного эксперимента, включающего в себя краткосрочную и долгосрочную части, а также детальное описание использованных алгоритмов обработки экспериментальных данных по каждому из этапов. По итогам проведения краткосрочной части эксперимента при сравнении с результатами конечно-элементного моделирования работы упоров подтверждена возможность применения существующих расчетных моделей для описания фактической работы модели. Также в рамках краткосрочной части по результатам проведенных динамических испытаний с проездом подвижной нагрузки через порожек выявлено наличие значительной динамической составляющей компоненты возникающих усилий в упорах объединения. В ходе проведения второй долгосрочной части эксперимента производилась непрерывная запись напряжений в элементах объединения от прохождения по мосту нерегулируемой транспортного потока. В статье приведены как непосредственные данные съемок (тензограммы), так и результаты их дальнейшей обработки с точки зрения анализа накопления повреждений; также проведено сравнение величин накапливаемых повреждений от фактических транспортных нагрузок с ожидаемым величинами при расчете по некоторым нормам проектирования. В заключении статьи сформированы промежуточные выводы по результатам эксперимента и обозначены направления для будущей работы в рамках данного исследования.

Ключевые слова: мост; сталежелезобетон; элемент объединения; гибкий штыревой упор; упор; динамика; долговечность; выносливость; усталость; ресурс; повреждения

20. 06.2022

---

От чего зависит сцепление шин с дорогой? Часть 4

Влияние бокового увода шины на коэффициент сцепления

В первой части статьи я описал, от чего зависит сцепление шины с дорогой с точки зрения физики: от коэффициента сцепления шины с дорогой и силы прижатия шины к дороге. При этом коэффициент сцепления — величина не постоянная и зависит от различных параметров. Во второй статье я рассказал о влиянии качества дорожного покрытия, типа протектора и его температуры на коэффициент сцепления шины с дорогой. В третьей, прошлой статье – о влиянии на коэффициент сцепления скорости движения автомобиля и проскальзывания шин. В этой — заключительной части статьи я расскажу об уводе шины и о влиянии увода на коэффициент сцепления с дорогой.

Что такое увод шины?

Еще одно интересное явление, неизбежно возникающее в процессе управления автомобилем – увод шины. Поскольку шина, как и любое другое тело, способна деформироваться, при повороте руля в движении возникает ее деформация. Допустим, колесо (диск) поворачивается на заданный водителем угол, например, 30 градусов. А шина более мягкая, она деформируется – скручивается и как бы запаздывает за колесом. И в итоге шина повернута не на 30, а, скажем, на 25 градусов. Это и есть увод. А разница между углом поворота колеса и шины называется углом увода.

 

Замечу, что именно увод определяет характер управляемости автомобиля, который называют поворачиваемостью. Если угол увода передних шин больше, чем задних, автомобиль обладает недостаточной поворачиваемостью. Это значит, что машина уверенно держит прямую, но неохотно входит в поворот и в случае превышения предельной скорости скользит наружу передними шинами, попадает в снос. Если угол увода задних шин больше, чем передних, машина имеет избыточную поворачиваемость. Такая машина с трудом сохраняет курсовую устойчивость на скользкой прямой, зато заныривает в поворот очень резво и в предельном случае скользит задними шинами, уходит в занос. В случае равенства углов увода передних и задних шин авто проявляет нейтральную поворачиваемость, то есть ведет себя в повороте наиболее ожидаемо и адекватно и в случае превышения предельной скорости скользит всеми четырьмя колесами.

Вообще говоря, чем больше увод, тем хуже машина слушается руля, больше запаздывает при маневре, тем хуже управляемость и скорость прохождения поворота. Другими словами, чрезмерный увод уменьшает коэффициент сцепления шин с дорогой.

От чего зависит увод?

От чего же зависит увод? От конструктивных особенностей автомобиля, его подвески, а также от самой шины и от манеры вождения. Про машину здесь много писать не буду и повторюсь, что эта обширная и интересная тема выходит за рамки статьи.

C шиной, в общем, дело обстоит просто: чем мягче шина, тем больше ее увод. А мягкость шины, в свою очередь, зависит от:

• конструкции шины
• давления воздуха в шине;
• соотношения высоты профиля шины к его ширине;
• типа и износа протектора шины.

Кроме того, увод зависит от воздействий различных сил на шину. Чем больше вес, давящий на шину, тем больше увод. Чем больше центробежная сила, действующая на автомобиль в повороте, тем больше увод шины.

Рассмотрим все эти моменты подробнее.

Конструкция шины

Шина – сложная конструкция и состоит из множества составляющих и разных материалов: каркаса, слоёв брекера, протектора, борта и боковой части и т.д. В зависимости от предназначения шины и ее конструкции она может быть более или менее жесткой и, следовательно, более или менее подверженной боковому уводу. В этой статье я не буду углубляться в детали конструкции шины и интересующимся читателям рекомендую обратиться к специализированной литературе.

Давление воздуха в шине

Поведение машины на спущенных шинах, я думаю, себе представляет большинство водителей. Машина становится «расхлябанной», «разболтанной», плохо держит дорогу и плохо реагирует на повороты руля. То есть «едет, как по рельсам» – точно не про этот случай. Это и есть следствие увода – шина в поворотах деформируется сверх меры, и машина поворачивает не сразу за поворотом руля и не совсем по той траектории, по которой она бы поехала в случае нормально накачанных шин.

Опять же, для многих водителей не секрет, что на спущенных шинах машина улетит с дороги в повороте при заметно меньшей скорости, чем на нормальных шинах. То есть из-за увеличившегося увода снижается предельная скорость прохождения поворота, в случае превышения которой шины переходят в скольжение. Иначе говоря, недостаточное давление воздуха в шинах приводит к увеличению увода и к снижению коэффициента сцепления шин с дорогой в поворотах.

В итоге:

пониженное давление в шине => большая мягкость шины => большая деформация шины => увеличенный увод => снижения коэффициента сцепления в поворотах и риск преждевременного износа шины

Практическая рекомендация на этот счет стара, как автомобильный мир: регулярно проверяйте давление в шинах и поддерживайте его, согласно рекомендациям завода-изготовителя автомобиля.

Соотношения высоты профиля шины к его ширине

Если вы взгляните на маркировку любой шины на ее боковине, всегда сможете увидеть примерно следующее: 225/45 R17. Первое число означает, что ширина профиля шины составляет 225 мм. Второе число – после дроби – соотношение высоты профиля к ширине, которое в данном случае составляет 45%. Оно-то нам и нужно. Ну и для порядка скажу, что R означает радиальный тип корда в шине, а 17 – посадочный диаметр шины (т.е. диаметр диска) составляет 17 дюймов.

Иногда можно услышать, что чем меньше это число, стоящее после дроби в маркировке шины, тем более низкопрофильной является шина. На самом деле, это только половина правды, и не всегда так. Подчеркну, что число после дроби не является высотой профиля в миллиметрах или каких-то других виртуальных единицах. Это именно процентное соотношение. Берем шину с высотой профиля 102,5 мм и шириной 205 мм и получаем их отношение в 50% и число «50» после дроби. То есть изменить это число мы можем тремя способами.

Первый: уменьшить высоту профиля шины при той же ширине. Тогда, действительно, шина с небольшим соотношением высоты к ширине, будет низкопрофильной, как и принято считать. Например, шина 225/35 R17 будет с достаточно низким профилем.

Второй: увеличить ширину профиля шины при той же высоте. Тогда шина может не обязательно быть с низким профилем, но будет иметь достаточно широкий профиль. Например, 325/35 R20 имеет вполне обычную высоту профиля для современных машин – 113,75 мм, не сказать, что очень низкий профиль. Но вот ширина запредельная – 325 мм.

Третий способ: одновременно увеличить ширину и уменьшить высоту профиля.

Таким образом, в плане увода нас интересует не ширина или высота профиля шины в отдельности, а именно их соотношение. Для наглядности приведу такой пример. Отрежьте кусок колбасы для бутерброда, скажем, полсантиметра толщиной и попробуйте согнуть пополам или скрутить в противоположные стороны, как фантик конфеты. Легко гнется, деформируется, без проблем. А теперь отрежьте кусок сантиметров 5 толщиной и попробуйте скрутить его – уже нереально. При этом мы можем увеличить или уменьшить диаметр колбасы (теоретически) в 10 раз и соответственно увеличить или уменьшить ее толщину. Эффект не изменится: при том же соотношении диаметра и толщины понадобится ровно столько же усилий, чтобы согнуть колбасу, как и в первоначальном случае.

То же самое будет с карандашом: длинный карандаш сломать руками просто, полкарандаша уже сложнее, а четверть невозможно. Можно проделать то же самое с зубочисткой или скалкой. Если они сделаны из такого же дерева, что и карандаш, то при тех же соотношениях длины и толщины понадобится ровно столько же усилий, чтобы сломать их. И это объясняется как раз отношением толщины к длине: чем толще кусок колбасы при том же диаметре среза, тем сложнее его деформировать. Сами размеры в этом случае не важны, важно именно соотношение размеров.

Аналогичная картина и с шиной: чем шире и одновременно ниже профиль шины, тем жестче шина и тем меньше деформируется в поворотах, то есть тем меньше ее угол увода и тем с большей скоростью она позволяет проходить повороты, то есть тем лучше она сохраняет первоначальные сцепные свойства.

Это еще одна из причин, почему спортивные шины делают широкими и низкопрофильными – для уменьшения увода и улучшения (а точнее – сохранения) сцепных свойств шины и устойчивости и управляемости автомобиля в повороте.

В итоге:

широкая и/или низкопрофильная шина => большая жесткость шины => меньшая деформация шины => уменьшенный увод=> сохранение изначального коэффициента сцепления в поворотах => повышенная скорость прохождения поворота, управляемость и устойчивость

Практическая рекомендация: любите динамичную езду? Любите вождение по гоночному треку? Вам показано использование широких шин с низким профилем.

Влияние типа и износа протектора на боковой увод шины

Жесткость шины зависит также и от протектора, а значит, протектор влияет на увод. Если бы мы рассматривали гоночные слики – шины без протектора, там бы это практически не сказывалось на уводе. А дорожные шины имеют рисунок – канавки, в итоге шина опирается на дорогу не одной гладкой плоскостью, а множеством резиновых «ножек». И эти «ножки» деформируются в процессе движения, что дает дополнительный повод для бокового увода.

Состав резины протектора

Что касается состава резины, очевидно, летний протектор жестче, к примеру, зимнего. И чем мягче состав резины, тем больше деформация и боковой увод шины в повороте. Это еще один плюс в пользу летних шин на асфальте. Помимо того, что они сами по себе имеют больший коэффициент сцепления с асфальтом, чем зимняя резина, так они еще и лучше сохраняют его в повороте за счет меньшего увода.

Тип протектора

Что касается типа протектора, то тот же зимний протектор конструктивно отличается от летнего. Зимний имеет более глубокие канавки, чем летний, а главное – множество прорезей, так называемых ламелей. Они нужны для зацепления за рыхлое снежное покрытие. И большая глубина канавок, и наличие ламелей уменьшают жесткость конструкции протектора, а значит, увеличивают увод шины. Для зимы и снега меньшая жесткость – хорошо, но для асфальта плохо. Поэтому не стоит думать, что по вычищенным от снега московских дорогам можно гонять так же лихо, как летом – держак вовсе не тот. И тем более не стоит ездить на зимних шинах летом: мало того, что коэффициент сцепления сам по себе ниже, еще добавляется больший увод за счет мягкого состава и «расчлененного» протектора, так еще и жара буквально расплавляет зимнюю резину, и машина уже не едет, а плывет по асфальту. Я понимаю, о вкусах не спорят, тут кому что ближе, но к безопасности дорожного движения такие извращения отношения не имеют…

Аналогично разный рисунок протектора может влиять на увод и на разных летних шинах. Чем чаще «нарезан» протектор, тем больше деформируются элементы протектора и тем больше увод. Чем реже расположены канавки, тем увод меньше.

Почему канавки на полусликах снизили скорость болидов в Формуле 1?

Известен, кстати, ход руководства Формулы 1, когда на целых 8 лет были запрещены слики, и пилоты ездили на полусликах – сликах без рисунка протектора, но с четырьмя продольными канавками. Цель такого нововведения – снизить скорость болидов и повысить безопасность гонок. Вопрос: почему канавки на сликах снизили скорость?

Распространено мнение, что наличие канавок уменьшило площадь пятна контакта шины с дорогой, а значит – и сцепление с дорогой. Конечно, ведь эта мысль лежит на поверхности: сцепление пропорционально площади пятна контакта, думают обыватели, поэтому канавки и уменьшили скорость болидов. В начале статьи я объяснил, почему сцепление в явном виде от площади пятна контакта не зависит. Но, как я уже писал, ни эта, ни одна из предыдущих статей не претендует ни на научный труд, ни на учебное пособие для шинников или пилотов Формулы 1. Конечно, шинники мировых брендов и гоночные инженеры команд в Формуле знают о сцеплении шин куда больше меня. И я допускаю, что есть какое-то эфемерное влияние площади пятна контакта на сцепление гоночного слика с треком, особенно при таких высоких рабочих температурах шины (около 100 градусов по Цельсию), когда шина буквально прилипает к покрытию трека. Однако эти канавки уменьшают площадь пятна контакта на какие-то доли процента, поэтому даже если и влияние пятна контакта какое-то есть, то оно очень незначительно и помогает выиграть пилотам лишь тысячные доли секунды на круге. И точно никак не сказывается на безопасности дорожного движения обычных гражданских автомобилей.

Зато увеличение увода влияет на скорость болида в повороте явно и значительно, тут не надо ничего высасывать из пальца и спорить «влияет/не влияет». Канавки сделали шину более мягкой и склонной к деформации, что автоматически привело к увеличению их увода в повороте. А значит уменьшилось сцепление в поворотах, а следовательно, и скорость болидов.

А поскольку шина с канавками стала более мягкой, чтобы скомпенсировать это, производители стали использовать более жесткие составы резины, что дополнительно уменьшило скорость болида в повороте, а также ухудшило тормозные и разгонные характеристики болидов и удлинило зоны торможения.

Износ протектора

Износ протектора влияет на сцепление шины с дорогой, но не всегда плохо. Как я уже писал выше, при полном износе, когда дорожная шина становится лысой, на шине не остается состава резины, который предназначен для контакта с дорогой и обеспечивает надлежащее сцепление. Но при частичном, например, 50%-м износе ездовые характеристики шины несколько улучшаются. Цепкий состав резины остается и при движении по прямой, торможении, ускорении, сцепные возможности шины сохраняются, как и у новой. Но поскольку протектор частично изношен, уменьшается глубина канавок, а значит и склонность шины к деформации. Таким образом, частичный износ протектора приводит к уменьшению увода шины в повороте и улучшению ее сцепных свойств в повороте по сравнению с новой шиной.

Собственно говоря, если бы после полного износа протектора на шине оставался бы цепкий состав резины, лысые шины имели бы наилучшее сцепление с дорогой: по прямой, как новая, ведь состав резины тот же, а в поворотах лучше новой, ведь увод заметно меньше. Но… лысые шины пригодны лишь для сухого асфальта, а на мокрой дороге достаточно легко переходят в аквапланирование. Поэтому слики – удел гоночных машин, и то только посуху. А в дождь даже гонщики переходят на дождевые шины с соответствующим составом резины и рисунком протектора.

В итоге, неправильная логика:

наличие рисунка или канавок на протекторе шины => меньшее пятно контакта шины с дорогой => меньшее сцепление шины с дорогой => удлиненный тормозной путь и более низкая скорость прохождения поворотов

правильная логика:

наличие рисунка или канавок на протекторе шины => меньшая жесткость шины => большая деформация шины => увеличенный увод в повороте => уменьшение коэффициента сцепления в поворотах => более низкая скорость прохождения поворота

Практическая рекомендация:

помните, что зимние шины плохо держат асфальтированную дорогу, в частности, из-за большего увода. Зимние шины не предназначены для езды по асфальту, тем более, летом, и никогда не обеспечат вам такого же хорошего сцепления с асфальтом, как летние шины.

Если вы любите выезжать на гоночный трек, лучше использовать специализированные шины с редким рисунком протектора (полуслики) или вообще без рисунка (слики). Эти шины по разным причинам лучше дорожных шин на треке, в частности, из-за меньшего увода.

Влияние манеры вождения на увод

Как я уже писал выше, увод тем больше, чем больше воздействие различных сил на шину. Например, больше веса давит на шину сверху – больше увод. То есть чем тяжелее передок машины, тем больше увод передних шин. Это, кстати, одна из причин того, почему переднеприводные машины часто имеют недостаточную поворачиваемость: почти все агрегаты сконцентрированы под капотом, из-за этого передок достаточно тяжелый, и увод передних шин становится больше задних.

Что такое центробежная сила?

Теперь о манере вождения. Увод также зависит от центробежной силы, которая всегда действует на автомобиль в повороте. Чем она больше, тем больше увод. А центробежная сила в свою очередь зависит от нескольких параметров:

Fцб = mV2/R                                                                                                                              (10)

где m – масса автомобиля, V – скорость автомобиля, R – радиус кривизны траектории движения машины в повороте.

Понятно, масса машины в процессе движения меняется мало, но все же меняется – топливо расходуется, и масса уменьшается. Для гонщиков это важно, ведь они борются за тысячные доли секунды на круге.

Радиус поворота мы тоже можем менять, но если говорить о продвинутом вождении или гоночном вождении, радиус нужно выбирать как можно большим – как раз чтобы уменьшить центробежную силу, а следовательно, и увод, и иметь возможность проехать поворот с большей скоростью. Для городских водителей такая возможность повышает безопасность движения, а для гонщиков – сокращает время прохождения круга.

Самое интересное кроется в скорости. Как видно из формулы, скорость непосредственно влияет на центробежную силу. При увеличении скорости в повороте центробежная сила в какой-то момент становится равной по величине силе сцепления шин с дорогой, а скорость достигает предельного значения.

То есть при увеличении скорости растет и центробежная сила, а значит, и увод шины. И при достижении предельной скорости увод максимален. Если продолжать газовать и увеличивать скорость, шины начнут скользить и после какого-то момента перейдут в полное скольжение, и автомобиль потеряет устойчивость или управляемость.

Максимальное сцепление – оптимальный угол увода

Тут и есть самое интересное. Выше я уже писал о зависимости коэффициента сцепления от степени проскальзывания и о том, что сцепление максимально при некотором проскальзывании: 5-20%. В случае бокового скольжения в повороте скольжение тоже возникает не сразу, а постепенно. Вообще при уводе шины часть элементов пятна контакта находится в покое относительно дороги, цепляется за него, а часть проскальзывает. При увеличении угла увода увеличивается доля проскальзывающих элементов и уменьшается доля покоящихся. И здесь, аналогично, коэффициент сцепления достигает максимума при некотором проскальзывании, то есть при некотором оптимальном угле увода. Это проскальзывание можно выразить и в процентах, а можно в значениях угла увода: условно, от 6 до 12 градусов.

Причем, у гоночной шины диапазон оптимальных углов увода шире, чем у дорожной, как видно на графике ниже:

Рисунок взят из книги Михаила Горбачева «Экстремальное вождение. Гоночные секреты» (Рипол классик, 2007).

Поэтому если говорить о гоночном вождении, задача пилота проходить повороты не просто на грани скольжения, а с оптимальным проскальзыванием, то есть оптимальным углом увода. То есть задача пилота, находясь уже на предельной скорости в стадии скольжения, «сделать тонкую настройку» предельной скорости – плюс-минус 1-2 км/ч, найти то положение педали газа, которое при данном угле поворота руля приведет к нужным углам увода шин – от 6 до 12 градусов.

Сложно? А никто не говорит, что у гонщиков простая работа. Отчасти в этом и заключается их высочайшее мастерство. Хотя, на экране телевизора они могут показаться безмозглыми парнями, тупо нарезающими круги по трассе, не понятно зачем 🙂

Практическая рекомендация:

информация из последнего раздела актуальна, пожалуй, только любителям вождения по гоночной трассе. Если вы к ним относитесь, шлифуйте свою технику пилотирования, учитесь чувствовать автомобиль настолько тонко, чтобы уметь находить и предел сцепления, и оптимальный угол увода для реализации максимума возможностей ваших шин и автомобиля. Высшим мастерством можно считать умение не просто ехать с оптимальным уводом, но и одновременно сохранять шины от преждевременного износа.

Коэффициент сцепления шин с дорогой. Итоги

 1. При движении автомобиля в повороте возникает явление бокового увода шины вследствие ее деформации. Угол между плоскостью вращения колесного диска и плоскостью вращения шины называется углом увода.

2. Коэффициент сцепления уменьшается с увеличением увода, а увод тем больше, чем мягче шина: чем мягче состав резины, чем более мелко «нарезан» протектор, чем новее шина и глубже канавки протектора, чем меньше давление воздуха в шине, и чем больше соотношение высоты профиля шины к ее ширине.

3. Кроме того, на одном и том же автомобиле и одних и тех же шинах увод зависит от манеры вождения. Вообще, чем выше скорость движения в повороте, тем больше увод и проскальзывание элементов протектора шины. Но, как и в случае с проскальзыванием при торможении и ускорении, коэффициент сцепления достигает максимума при некотором проскальзывании, то есть в некотором диапазоне углов увода: 6-12 градусов. Но это по-настоящему актуально только для достижения спортивных результатов гонщиками.

Количество винтов, качество кости и коэффициент трения влияют на стабильность вертлужной впадины

. 2007 Декабрь; 29 (10): 1089-95.

doi: 10.1016/j.medengphy.2006.11.005. Epub 2006 27 декабря.

Цзюй-Тин Хсу ¹ , Чжи-Хан Чанг, Хенг-Ли Хуан, Марк Э. Зобиц, Венг-Пин Чен, Куо-Ан Лай, Кай-Нан Ан

Принадлежности

принадлежность

• ¹ Институт биомедицинской инженерии, Национальный университет Ченг Кунг, Тайнань 701, Тайвань, Китайская республика.

• PMID: 17194616
• DOI: 10.1016/j.medengphy.2006.11.005

Jui-Ting Hsu et al. мед. инж. физ. 2007 9 декабря0003

. 2007 Декабрь; 29 (10): 1089-95.

doi: 10.1016/j.medengphy.2006.11.005. Epub 2006 27 декабря.

Авторы

Цзюй-Тин Хсу ¹ , Чжи-Хан Чанг, Хенг-Ли Хуанг, Марк Э. Зобиц, Венг-Пин Чен, Куо-Ан Лай, Кай-Нан Ан

принадлежность

• ¹ Институт биомедицинской инженерии, Национальный университет Ченг Кунг, Тайнань 701, Тайвань, Китайская республика.

• PMID: 17194616
• DOI: 10.1016/j.medengphy.2006.11.005

Абстрактный

Одной из основных причин расшатывания бесцементных имплантатов вертлужной впадины является недостаточная начальная стабильность. В этом исследовании использовались трехмерные конечно-элементные модели таза и компонентов вертлужной впадины для изучения влияния количества винтов, качества кости и коэффициента трения вертлужной чашки на начальную стабильность при нормальной ходьбе. В качестве модели по умолчанию использовалась коммерчески доступная полусферическая вертлужная чашка с пятью отверстиями для винтов. Жесткость таза и коэффициент трения чашки систематически варьировались в пределах реалистичного диапазона для оценки исходной стабильности вертлужной чашки.

Моделирование показало, что вставленные винты обеспечивают лишь локальное уменьшение относительной микродвижения между чашечкой и тазом, поэтому введение нескольких винтов, сомкнутых вместе, может оказаться бесполезным. Изменения жесткости таза оказывают нелинейное влияние на начальную стабильность вертлужной впадины, а субхондральная кость обеспечивает хорошую опору для фиксации бесцементной чашки. Коэффициент трения вертлужной чашки играет ограниченную роль по сравнению с фактором качества кости в сопротивлении относительному микродвижению на границе чашечка-таз.

Похожие статьи

• Взаимосвязь между микродвижением и винтовой фиксацией вертлужной впадины.

  Хсу Дж.Т., Лай К.А., Чен К., Зобиц М.Е., Хуан Х.Л., Ан К.Н., Чанг Ч. Хсу Дж.Т. и др. Вычислительные методы Программы Биомед. 2006 г., октябрь; 84 (1): 34–41. doi: 10.1016/j.cmpb.2006. 08.002. Epub 2006, 12 сентября. Вычислительные методы Программы Биомед. 2006. PMID: 16971018

• Начальная стабильность бесцементных ацетабулярных чашек: взаимодействие запрессовки и винтовой фиксации — биомеханическое исследование in vitro.

  Табата Т., Каку Н., Хара К., Цумура Х. Табата Т. и др. Eur J Orthop Surg Traumatol. 2015 апр; 25 (3): 497-502. doi: 10.1007/s00590-014-1571-4. Epub 2014 25 ноября. Eur J Orthop Surg Traumatol. 2015. PMID: 25421640 Бесплатная статья ЧВК.

• Новый метод оценки первичной стабильности запрессовываемых чашек вертлужной впадины.

  Кронье Э.А., Кио П.С., Майлз А.В. Crosnier EA, et al. Proc Inst Mech Eng H. 2014, ноябрь; 228 (11): 1126-34. дои: 10.1177/0954411914557714. Epub 2014 9 ноября. Proc Inst Mech Eng H. 2014. PMID: 25384445

• Количественная оценка in vitro посадки и винтовой фиксации на стабильность бесцементного полушаровидного компонента вертлужной впадины.

  Квонг Л.М., О’Коннор Д.О., Седлачек Р.С., Крушелл Р.Дж., Малони В.Дж., Харрис В.Х. Квонг Л.М. и др. J Артропластика. 1994 апреля; 9(2):163-70. doi: 10.1016/0883-5403(94)

  -5. J Артропластика. 1994. PMID: 8014647

• Влияние эксцентриситета винта на начальную стабильность вертлужной впадины.

  Хсу Дж.Т., Чанг Ч., Ан К.Н., Зобиц М.Е., Фимолсарнти Р., Хьюгейт Р.Р., Лай К.А. Хсу Дж.Т. и др. Инт Ортоп. 2007 г., 31 августа (4): 451-5. doi: 10.1007/s00264-006-0226-4. Epub 2006, 1 сентября. Инт Ортоп. 2007. PMID: 16947050 Бесплатная статья ЧВК.

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

• Определение канала для седалищного и лобкового винтов в ревизионной хирургии чашки.

  Бродт С., Берш В., Штрубе П., Василев Г., Мациолис Г. Бродт С. и соавт. Инт Ортоп. 2022 ноябрь;46(11):2547-2552. doi: 10.1007/s00264-022-05552-5. Epub 2022 22 августа. Инт Ортоп. 2022. PMID: 35994066 Бесплатная статья ЧВК.

• Диагностика и лечение потери вертлужной кости при ревизионном эндопротезировании тазобедренного сустава: международный консенсусный симпозиум.

  Скулько П.К., Райт Т., Малахиас М.А., Гу А., Бостром М., Хаддад Ф., Джерабек С., Болоньези М., Феринг Т., Гонсалес ДеллаВалле А. , Жиранек В., Уолтер В., Папроски В., Гарбуз Д., Скулко Т. Скалко П.К. и др. HSS J. 2022 Feb;18(1):8-41. дои: 10.1177/15563316211034850. Epub 2021 28 сентября. ХСС Дж. 2022. PMID: 35082557 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

• Хирургическое лечение отказа протеза тазобедренного сустава при металлозе: серия случаев и обзор литературы.

  Пизану Ф., Андреоцци М., Фиори Э., Альтамор Ф., Бартоли М., Каджари Г., Орту С., Риос М., Манунта А.Ф., Дориа К. Пизану Ф. и соавт. Дж Ортоп. 2021 13 окт; 28:10-20. doi: 10.1016/j.jor.2021.10.002. электронная коллекция 2021 ноябрь-декабрь. Дж Ортоп. 2021. PMID: 34707335 Обзор.

• Применение вертлужных винтов при тотальном эндопротезировании тазобедренного сустава и его влияние на износ и периацетабулярный остеолиз в отдаленном периоде.

  Бродт С., Бишофф К., Шульце М., Новак Д., Рот А., Мациолис Г. Бродт С. и соавт. Инт Ортоп. 2022 г., апрель; 46 (4): 717-722. doi: 10.1007/s00264-021-05219-7. Epub 2021 28 сентября. Инт Ортоп. 2022. PMID: 34581866 Бесплатная статья ЧВК.

• Влияние дизайна вертлужного имплантата на асептическую неудачу при тотальном эндопротезировании тазобедренного сустава.

  Коден Г., Мацко С., Хашменди С., Маколей В., Хепустанов М. Коден Г и соавт. Артропласт сегодня. 2021 7 января; 7: 60-68. doi: 10.1016/j.artd.2020.11.017. Электронная коллекция 2021 февраль. Артропласт сегодня. 2021. PMID: 33521199 Бесплатная статья ЧВК.

Просмотреть все статьи «Цитируется по»

Типы публикаций

термины MeSH

вещества

Адгезия и стабильно низкое трение обеспечиваются субнанометровым монослоем природного полисахарида

. 2008 19 февраля; 24 (4): 1534-40.

doi: 10.1021/la702259c. Epub 2007, 29 ноября.

Дельфин Гурдон ¹ , Ци Линь, Эмин Оруджев, Хелен Хансма, Юваль Голан, Шошана Арад, Джейкоб Исраэлахвили

принадлежность

• ¹ Кафедра химического машиностроения и Факультет физики Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, Калифорния 93106, США. [email protected]

• PMID: 18044936
• DOI: 10.1021/ла702259с

Дельфин Гурдон и др. Ленгмюр. 2008 .

. 2008 19 февраля; 24 (4): 1534-40.

doi: 10.1021/la702259c. Epub 2007, 29 ноября.

Авторы

Дельфин Гурдон ¹ , Ци Линь, Эмин Оруджев, Хелен Хансма, Юваль Голан, Шошана Арад, Якоб Исраэлахвили

принадлежность

• ¹ Кафедра химического машиностроения и Факультет физики Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, Калифорния 93106, США. [email protected]

• PMID: 18044936
• DOI: 10. 1021/ла702259с

Абстрактный

С помощью аппарата поверхностных сил исследованы адгезионные и смазывающие силы поверхностей слюды, разделенных молекулярно тонкой субнанометровой пленкой высокомолекулярного (2,3 МДа) анионного полисахарида из водоросли Porphyridium sp. адсорбируется из водного раствора. Силы адгезии и трения ограниченного биополимера контролировались как функция времени, расстояния сдвига и скорости движения в широком диапазоне сжимающих нагрузок (давлений). Хотя толщина разбавленного полисахарида была <1 нм, трение было низким (коэффициент трения = 0,015), и никакого износа никогда не наблюдалось даже при давлении 110 атм в течение 3 декад скорости, пока расстояние сдвига было менее чем в два раза меньше диаметра контакта. Атомно-силовая микроскопия в растворе показывает, что биополимер способен адсорбироваться на поверхности слюды, но остается подвижным и легко растягивается при сдвиге. Адгезия (адсорбция) этого полисахарида даже к отрицательно заряженным поверхностям, его стабильно низкое трение, прочность (высокая несущая способность и хорошая защита от износа), а также слабая (логарифмическая) зависимость силы трения от скорости скольжения делают это класс полиэлектролитов — отличные кандидаты для использования в смазочных жидкостях на водной основе и в качестве потенциальных добавок к синовиальной жидкости в суставах и других биосмазывающих жидкостях. Обсуждаются физические причины замечательных трибологических свойств ультратонкого монослоя полисахарида, которые, по-видимому, сильно отличаются от свойств других полиэлектролитов и белков, которые действуют как толстые слои «полимерной щетки».

Похожие статьи

• Улучшенный биосмазочный материал из одного из видов красных микроводорослей.

  Арад С.М., Рапопорт Л., Мошкович А. , ван Моппес Д., Карпасас М., Голан Р., Голан Ю. Арад С.М. и др. Ленгмюр. 2006 15 августа; 22 (17): 7313-7. doi: 10.1021/la060600x. Ленгмюр. 2006. PMID: 16893231

• Молекулярные аспекты смазывания границ человеческим лубрицином: влияние дисульфидных связей и ферментативное расщепление.

  Zappone B, Greene GW, Oroudjev E, Jay GD, Israelachvili JN. Заппоне Б. и др. Ленгмюр. 2008 19 февраля; 24 (4): 1495-508. doi: 10.1021/la702383n. Epub 2007, 8 декабря. Ленгмюр. 2008. PMID: 18067335

• Граничное смазывание химически привитой и поперечно-сшитой гиалуроновой кислоты в фосфатно-буферном солевом растворе и липидных растворах, измеренное аппаратом поверхностных сил.

  Ю Дж., Банки Х, Грин Г.В., Лоури Д.Д. , Исраэлачвили Дж.Н. Ю Дж. и соавт. Ленгмюр. 2012 31 января; 28 (4): 2244-50. doi: 10.1021/la203851w. Epub 2011 22 декабря. Ленгмюр. 2012. PMID: 22148857

• Трибологические свойства гидрофильных полимерных щеток во влажных условиях.

  Кобаяси М., Такахара А. Кобаяши М. и соавт. Рек. хим. 2010 авг; 10 (4): 208-16. doi: 10.1002/tcr.201000001. Рек. хим. 2010. PMID: 20533448 Обзор.

• Поверхностные силы и механизмы взаимодействия мягких тонких пленок в ограниченном пространстве: краткий обзор.

  Сян Л., Чжан Дж., Гонг Л., Цзэн Х. Сян Л. и др. Мягкая материя. 2020 29 июля; 16 (29): 6697-6719. doi: 10.1039/d0sm00924e. Мягкая материя. 2020. PMID: 32648881 Обзор.

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

• Регуляция лубрицина для функциональной регенерации хрящевой ткани: обзор.