10713

-возможное число погибших – численность людей, которые подверглись облучению (ранние смерти);

-возможное число пострадавших – возможная численность людей, которые подверглись облучению (отсроченные смерти);

-индивидуальный риск для персонала объекта с учетом частоты аварийных сценариев;

-индивидуальный риск для населения на прилегающей территории –

сучетом частоты аварийных сценариев;

-коллективный риск – ожидаемое число пострадавших (погибших) людей (персонала и населения) с учетом частоты реализации аварийного сценария

С помощью расчетных исследований оценок риска можно оценить площадь территории воздействия, площадь земель, временно и полностью выведенных из землепользования, а также количество ранних и отсроченных смертей.

Обобщенная оценка риска отражает состояние промышленной безопасности при возможных авариях с указанием интегрального индивидуального риска гибели персонала АЭС (группа А) и производственной площадки АЭС (группа Б), а также состояние безопасности отдельных лиц из населения и коллективный риск гибели людей вследствие аварий.

Разработанная система методик оценки показателей риска может быть использована для управления рисками промышленных объектов ГК «Росатом», а также в других областях промышленности.

Вывод: Атомная энергетика является неотъемлемой составляющей прогресса, поэтому человечество должно последовательно развивать это направление. Однако риск-ориентированный подход является единственно возможным в данной области подходом, Идентификация и оценка риска, грамотное и эффективное управление риском позволят обеспечить экономическую эффективность и экологическую безопасность развития отрасли.

ТИШКОВ В.А., канд. техн. наук, профессор; ГРЕБНЕВ П.А., канд. техн. наук; КУДРЯШОВ А.Д. магистрант кафедры архитектуры

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет», г. Нижний Новгород, Россия

smykov@nngasu.ru.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗВУКОИЗОЛЯЦИИ ДВОЙНЫХ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ С ЗАПОЛНЕНИЕМ ВОЗДУШНОГО ПРОМЕЖУТКА РАЗЛИЧНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ

170

Шум постоянно воздействует на человека и оказывает существенное влияние на его внутреннее состояние. Шумовое загрязнение окружающей среды даже невысокой интенсивности может вызвать повышение давления и расстройство деятельности сердечно– сосудистой системы. Шум более 120 − 130 дБ уже приводит к серьезным расстройствам человеческой психики и отражается на состоянии здоровья. В городской среде человек сталкивается с постоянными звуками в 80 − 100 дБ, сильно действующими на мозговую деятельность, вызывает агрессивность, раздражительность, нарушение сна и угнетение центральной нервной системы. Соответственно, актуальной проблемой является, создание акустического комфорта в жилых помещениях. Одним из способов решения данной проблемы является поиск технологических подходов повышения звукоизоляции ограждающих конструкций, среди которых эффективным методом является применение многослойных ограждающих конструкций. Прохождение звука через многослойные ограждающие конструкции многими авторами М.С. Седовым [1], А.А. Кочкиным [2] и другими авторами [3]. Данные конструкции представляют собой ГВЛ, ГКЛ, OSB, ДВП, ДСП, фанера − облицовки, внутренний слой − воздух, минеральная вата, пенопласт, каркас. Фото каркасной перегородки и сэндвич−панели представлены на рисунках 1, 2.

Измерения звукоизоляции двустенных ограждающих конструкций производились в больших реверберационных камерах Лаборатории акустики ННГАСУ. Камера высокого уровня (далее – КВУ) объёмом 150 м3 и камера низкого уровня (далее – КНУ) объёмом 66 м3 располагаются на отдельных фундаментах, не связанных с другими фундаментами здания. Корпус камеры виброизолирован от фундамента резиновыми амортизаторами. Для того чтобы обеспечить лучшее распределение звукового давления по объему камер, им придана неправильная форма. Площадь измерительного проёма между реверберационными камерами составляет 2,4 м2 (длина образца 2,0 м, высота 1,2 м). Экспериментальные исследования зву-

171

коизоляции двойных ограждающих конструкций проведены по стандартной методике ГОСТ 27296-2012. Межгосударственный стандарт. Здания и сооружения. Методы измерения звукоизоляции ограждающих конструк-

ций [4].

Для измерений звукоизоляции использовалась прецизионная акустическая измерительная аппаратура фирм «RFT» (Германия) и «Larson Davis» (США). Блок– схема измерительной установки приведена на рисунке 3.

Рисунок 3 – Блок– схема электроакустической измерительной установки: 1 – генератор «белого» шума типа 03004; 2 – третьоктавный фильтр типа 01018; 3 – предуселитель типа 00011; 4 – уселитель мощности LV 103; 5 – шесть громкоговорителей фирмы «Biema» мощностью 100 Вт каждый; 6 – шумомер– анализатор спектра «Larson Davis» типа 2900В; 7 – конденсаторный микрофон типа 2559 с предусилителем КММ 400; 8 – исследуемый образец конструкции.

Для проведения испытаний были смонтированы четыре образца двойных перегородок в проеме между КВУ и КНУ. Схемы исследованных ограждающих конструкций приведены на рисунке 4.

Врезультате проведенных экспериментальных измерений были получены частотные характеристики изоляции воздушного шума исследуемыми ограждающими конструкциями (рисунок 5).

Всоответствии с требованиями СП 51.13330.2011 «Защита от шума, актуализированная редакции СНиП 23–03–2003» [5] определен индекс

изоляции воздушного шума Rw для каждого из исследуемых двойных ограждений:

1) перегородка с воздушным промежутком – Rw = 44 дБ; 2) каркасная перегородка – Rw = 41 дБ;

3) сэндвич– панель с пенопластом – Rw = 39 дБ.

172

Рисунок 4 – Схемы установки ограждающих конструкций с заполнением воздушного промежутка различными материалами: а) двойное ограждение с воздушным промежутком (наружные листы − ГВЛ толщиной 12,5 мм, воздушный промежуток 50 мм); б) каркасная перегородка (облицовки − ГВЛ толщиной 12,5 мм, профиля ПС 50/40, ПН 50/50 с шагом 500 мм, пространство заполнено минеральной ватой); в) сэндвич−панель (облицовки − ГВЛ толщиной 12,5 мм, средний слой пенопласт, слои склеены по плоскости)

В результате проведенных экспериментальных исследований установлено, что звукоизоляция двустенных ограждающих конструкций (при одинаковой величине воздушного промежутка и внешних облицовок) зависит от наличия и характеристик связи между облицовками и заполнения воздушного промежутка.

Установлено, что внесение в двойное ограждение заполнителя, снижает звукоизоляцию ограждения по индексу изоляции воздушного шума за счёт увеличения резонансного прохождения звука.

173

Рисунок 5 – Сравнение результатов проведенных измерений: 1 – ограждение с воздушным промежутком (облицовки – ГВЛ толщиной 12,5 мм; воздушный промежуток 50 мм); 2 – каркасная перегородка (облицовки – ГВЛ толщиной 12,5 мм; каркас – ПН 50×40, ПС 50×50 шаг 500 мм; воздушный промежуток заполнен минеральной ватой). 3 – сэндвич−панель (облицовки – ГВЛ толщиной 12,5 мм; средний слой из минеральной ваты толщиной 50 мм); 4 – сэндвич−панель (облицовки – ГВЛ толщиной 12,5 мм; средний слой из пенопласта толщиной 50 мм);

Анализируя частотные характеристики изоляции воздушного шума исследуемыми ограждающими конструкциями можно заключить, что двойное ограждение с воздушным промежутком имеет самую высокую звукоизоляция из исследуемых конструкций в широком диапазоне частот. Это связано с тем, что связь между образцами в таком ограждении минимальная (облицовки связаны упругостью воздуха) и резонансная частота [6] системы Cр% находится на частоте 100 Гц. Внесение заполнителя в конструкцию двойного ограждения снижает ее звукоизоляцию за счёт увеличения жесткости связи между обшивками, при этом резонансная частота смещается с положения Cр%=100 Гц на 25 Гц. Резонансная частота смещается на одну октавную полосу в области высоких частот, при этом звукоизоляция ограждения снижается в диапазоне частот 125 – 2500 Гц на величину до 11 дБ. А индекс разницы изоляции воздушного шума ∆DE = 3 дБ.

При сравнении конструкции с воздушным промежутком с сэндвич– панелью, резко увеличивается резонансное прохождение звука через ограждение. Резонансная частота смещается до Cр@=800 Гц

Статья подготовлена в рамках работ по направлению «Обеспечение выполнения НИР» (шифр работы 7.8615.2017/ИТР) с финансированием из

174

средств Минобрнауки России в рамках государственного здания на научные исследования на 2017 г.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК:

1. Седов, М.С. Звукоизоляция // Техническая акустика транспортных машин: справочник / Под ред. Н.И. Иванова. – Спб: Политехника, 1992. –

Гл. 4. С.68–106.

2.Кочкин, А.А. Проектирование звукоизоляции слоистых элементов конечных размеров / А.А. Кочкин, И.Л. Шубин, Л.Э. Шашкова, Н.А. Кочкин // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной про-

мышленности. – 2016. – №4 (364). – С. 161–167.

3.Бобылёв, В.Н., Монич, Д.В., Тишков, В.А., Гребнев, П.А. Резервы повышения звукоизоляции однослойных ограждающих конструкций / В.Н. Бобылёв, Д.В. Монич, В.А. Тишков, П.А. Гребнев. - Монография. Н.Новгород: ННГАСУ, 2014. – 118 с.

4.ГОСТ 27296-2012. Межгосударственный стандарт. Здания и сооружения. Методы измерения звукоизоляции ограждающих конструкций (введен в действие Приказом Росстандарта от 27.12.2012 N 2164-ст) // СПС КонсультантПлюс.

5.СП 51.13330.2011. Свод правил. Защита от шума. Актуализированная редакция СНиП 23-03-2003" (утв. Приказом Минрегиона РФ от

28.12.2010 N 825) (ред. от 05.05.2017) // СПС КонсультантПлюс

6.Бобылев, В.Н., Тишков, В.А., Монич, Д.В., Гребнев, П.А. Инженерный метод расчёта звукоизоляции сэндвич-панелей с учётом двойственной природы прохождения звука / В.Н. Бобылев, В.А. Тишков, Д.В. Монич, П.А. Гребнев // Academia. Архитектура и строительство. – 2016. -

№1. - С.134– 138

175

КОЖАНОВ Д.А., канд. физ.-мат. наук, старший преподаватель кафедры теории сооружений и технической механики

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет», г. Нижний Новгород, Россия,

pbk996@mail.ru

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ РАССЛОЕНИЯ СТЕКЛОЭПОКСИДНЫХ ПЛАСТИН В СИСТЕМЕ ANSYS

Для оценки возможностей системы ANSYS при моделировании деформирования композиционных материалов была решена задача о слоистой стеклоэпоксидной пластине при действии на нее распределенного давления от подводного взрыва [1].

Была смоделирована квадратная пластина 220х220 мм, состоящая из четырех слоев и имеющая суммарную толщину 10 мм. Механические

ρ = 1640 кг / м3 , ν12 = 0,3 - плотность и коэффициент Пуассона соответ-

ственно [1].

Пределы прочности: X t = 1375 МПа, X c = 1080 МПа, Yt = 78 МПа, Yc = 150 МПа, S = 70 МПа - прочность при продольном растяжении, про-

дольном сжатии, поперечном растяжении и сжатии, прочность при сдвиге в плоскости соответственно [1].

Внешний вид смоделированной в системе ANSYS четырехслойной пластины приведен на рисунке 1.

При моделировании использовался конечный элемент SOLID185. Материал пластинок моделировался линейным ортотропным. Для моделирования взаимодействия между слоями было сгенерировано 3 контактные пары (по 1 паре между каждыми контактирующими слоями). Для моделирования процессов расслоения использовалась модель Cohesive zone material для комбинированной моды расслоения, которая сочетает в себе расслоение по нормальным и касательным плоскостям. В качестве входных параметров модели были использованы пределы прочности для нормаль-

ных и касательных напряжений, величина контактного зазора uc = u0 в конце процесса расслоения по нормали и величина тангенциального сдвига uc = u0 в конце процесса расслоения (рисунок 2). Основное предположение – расслаивание происходит хрупко.

В соответствии с [1] пластина была защемлена по всем четырем краям и нагружена распределенным давлением.

176

В работе [1] приведена функция распределения давления в полярной системе координат, где началом координат является центр пластины. В связи с малостью размера моделируемой пластины, величина давления в центре пластины отличается от величины давления на ее краях не более чем на 0.5%. В связи с этим фактом, нагрузка на пластину осуществлялась равномерно по всей ее поверхности.

Рисунок 1 - Модель пластины в системе ANSYS

Рисунок 2 - Билинейная модель расслоения

Задача решалась в геометрически-нелинейной постановке итерационным способом для возможности определения параметров напряженно-

177

деформированного состояния в каждый момент времени. Данные в файл ответа записывались дискретно на каждой 5-ой итерации.

На рисунках 3-4 представлены поля распределения вертикальных перемещений при t = 0.05 мс и t= 0.2 мс соответственно.

Рисунок 3 – Поле распределения вертикальных перемещений при t = 0.05 мс, м.

Рисунок 4 – Поле распределения вертикальных перемещений при t = 0.2 мс, м.

В работе [1] представлен график вертикальных перемещений центра пластины. Для верификации, полученных в настоящем расчете данных,

178

было проведено сравнение результатов расчетов. На рис 5 представлены графики вертикальных перемещений из работы [1] и [2], а также график перемещений, полученный в результате текущего расчета.

Максимальное отклонение результатов составило 12% при t = 0,125

мс.

Дополнительно было проанализировано распределение напряжений и перемещений на границах между слоями пластины. На рис. 8-10 приведены поля распределения напряжений и перемещений.

Рис. 8. Поле распределения нормальных напряжений между слоями при t = 0.22 мс, Па.

179