Российские ученые нашли способ улучшить защиту зданий от землетрясений
Отечественные исследователи разработали первую точную модель поведения сплавов с памятью формы, которая позволит создавать эффективные системы защиты от вибраций и землетрясений.
Группа ученых в Санкт-Петербурге разработала первую точную модель поведения сплавов с памятью формы (СПФ) для защиты конструкций от вибраций и сейсмических воздействий. В ходе работе исследователи создали механическую модель, которая учитывает тепловые процессы в материалах.
Разработка поможет проектировать более эффективные виброзащитные и сейсмозащитные устройства, сообщили в пресс-службе СПбГУ. Доцент кафедры теории упругости университета Федор Беляев добавил, что новая модель позволяет точнее подобрать сплавы и режимы их эксплуатации для конкретных задач.
Сплавы с памятью формы обладают уникальной способностью возвращаться к исходной конфигурации после деформации. Их свойства существенно зависят от температуры - при нагреве и охлаждении материалы меняют жесткость, что делает их перспективными для защиты зданий, мостов и промышленных конструкций.
В ходе исследования ученые смоделировали поведение крутильного маятника с учетом температуры окружающей среды, теплообмена и скорости нагружения. Эксперименты показали разницу до 20 градусов в нагреве при медленной и быстрой деформации, что серьезно влияет на жесткость материала.
Особое внимание было уделено изучению различных способов охлаждения СПФ. Воздушное охлаждение приближает поведение сплава к адиабатическому режиму, тогда как водное охлаждение улучшает виброгасящие свойства. Также исследователи установили, что предварительное охлаждение материала помогает компенсировать снижение эффективности при резких ударных воздействиях.
По словам авторов исследования, наиболее эффективными оказались два метода управления: быстрое охлаждение для перехода в низкотемпературную фазу с высокими демпфирующими свойствами, а также резкий нагрев с последующим охлаждением до исходного состояния.