Версия для слабовидящих
Новости университета
05.07.2021 В СГУПСе успешно защищена диссертация по повышению долговечности железнодорожных мостов
1 июля в СГУПСе прошла защита диссертации Андрея Михайловича Усольцева по теме «Повышение циклической долговечности металлических сварных пролетных строений железнодорожных мостов с усталостными трещинами».
Диссертация по специальности 05.23.11 «Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей» была принята к защите 15 апреля 2021 года диссертационным советом, созданным на базе Сибирского государственного университета путей сообщения, Томского государственного архитектурно-строительного университета и Министерства науки и высшего образования Российской Федерации.
Андрей Михайлович в 1987 г. окончил с отличием Новосибирский институт инженеров железнодорожного транспорта (НИИЖТ) с присвоением квалификации «Инженер путей сообщения - строитель» по специальности «Мосты и тоннели», в период подготовки диссертации он работал старшим научным сотрудником в Научно-исследовательской лаборатории «Мосты» СГУПС. Его научным руководителем был доктор технических наук, профессор Сергей Александрович Бокарев, профессор кафедры «Мосты» СГУПСа.
Официальные оппоненты – Овчинников Игорь Георгиевич – доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Транспортное строительство» (Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю. А.), Кондратов Валерий Владимирович – кандидат технических наук, доцент, заведующий отделом «Испытания мостов и конструкций» акционерного общества «Научно-исследовательский институт мостов и дефектоскопии», а также ведущая организация – «Российский университет транспорта» (МИИТ) дали положительные отзывы на диссертацию. При этом на диссертацию и автореферат поступило 12 положительных отзывов от докторов и кандидатов технических наук из технических университетов восьми городов России.
Диссертационный совет отметил, что на основании выполненных соискателем исследований:
• была разработана новая экспериментальная методика оценки технического состояния металлических пролетных строений железнодорожных мостов по критериям грузоподъемности, ремонтопригодности и скорости деградации конструкции, ориентированного на планирование ремонтных работ; новая научная идея применения индукционного нагрева, индукционной и МИГ-пайки для торможения и локализации усталостных трещин в сварных и болтосварных пролетных строениях железнодорожных мостов;
• предложен нетрадиционный комплексный подход к обеспечению нормативной циклической долговечности сварных и болтосварных металлических пролетных строений железнодорожных мостов на всех этапах их жизненного цикла;
• доказана перспективность использования идеи применения на практике индукционной пайки, МИГ-пайки и индукционного нагрева для профилактики образования, и локализации усталостных трещин в сварных и болтосварных металлических пролетных строениях железнодорожных мостов;
• введены новые понятия: «критерий грузоподъемности» – величина, зависящая от отношения класса элемента пролетного строений к классу нагрузки III категории; «критерий тяжести нагрузки» – величина, зависящая от отношению класса нагрузки к классу нагрузки III категории; «скорость деградации пролетного строения» – величина, равная отношению нормативного срока службы пролетного строения к прогнозному сроку службы (предназначено для оценки качества содержания и оптимизации плана ремонтных работ).
Теоретическая значимость исследования обоснована тем, что:
• доказаны положения, расширяющие границы применения индукционной и МИГ-пайки в целях обеспечения нормативной циклической долговечности сварных металлических пролетных строений железнодорожных мостов с усталостными трещинами;
• использован комплекс существующих базовых методов исследования, в том числе численных методов и экспериментальных методик, включающий конечно-элементное моделирование, лабораторные и натурные эксперименты, а также синтез результатов теоретических и экспериментальных работ;
• изложены положения расчета на прочность паяных соединений металлоконструкций; доказательства повышения циклической долговечности элементов сварных пролетных строений железнодорожных мостов с усталостными трещинами путем локализации трещин индукционной и МИГ-пайкой;
• раскрыты противоречия существующих методик и способов определения остаточного срока службы сварных конструкций, в том числе пролетных строений при наличии у них усталостных трещин;
• изучены причинно-следственные связи между наличием усталостных трещин, оценкой технического состояния сварных пролетных строений и остаточным сроком службы;
• проведена модернизация алгоритмов расчета сварных и паяных соединений применительно к расчету соединений, выполненных индукционной и МИГ-пайкой, обеспечивающая получение расчетным путем равнопрочных с основной конструкцией соединений элементов локализации усталостных трещин в стенках металлических балок.
Значение полученных соискателем результатов исследования для практики подтверждается тем, что:
• разработана и внедрена методика оценки технического состояния металлических пролетных строений железнодорожных мостов по критериям грузоподъемности, ремонтопригодности и скорости деградации конструкции, ориентированная на планирование ремонтных работ, включенная в «Инструкцию по оценке состояния и содержания искусственных сооружений ОАО «РЖД»» и «Методику ранжирования объектов искусственных сооружений и земляного полотна для оценки приоритетности их включения в капитальные виды ремонта»; конструктивно-технологические решения по профилактике образования и локализации усталостных трещин типа Т-9 и Т-10 и критерий их применения, включенные в «Инструкцию по усилению трещин типа Т-9 и Т-10 в стенках главных и продольных балок сварных металлических пролетных строений железнодорожных мостов» и внедренные при локализации усталостных трещин на железнодорожном мосту через р. Ояш на 3433 ПК 9 путь 1 линии Новосибирск – Красноярск и автомобильном мосту через реку Обь в г. Сургут;
• определены пределы и перспективы практического использования разработанной в диссертации методики оценки технического состояния металлических пролетных строений железнодорожных мостов по критериям грузоподъемности, ремонтопригодности и скорости деградации конструкции; пределы и перспективы практического использования разработанных в диссертации конструктивно-технологические решения по профилактике образования и локализации усталостных трещин типа Т-9 и Т-10;
• создана система практических рекомендаций по профилактике образования и локализации усталостных трещин типа Т-9 и Т-10 в стенках балок сварных и болтосварных пролетных строений железнодорожных мостов;
• представлены предложения по дальнейшему совершенствованию методики ранжирования искусственных сооружений для оптимизации планирования работ текущего содержания и ремонта; предложения по дальнейшему совершенствованию методики повышения циклической долговечности сварных конструкций с применением способов индукционного нагрева и МИГ-пайки; предложения по выявлению закономерностей роста усталостных трещин.
Оценка достоверности результатов исследования выявила:
• для экспериментальных работ результаты получены на сертифицированном и поверенном оборудовании, показано хорошее совпадение лабораторных, натурных экспериментальных исследований и численных экспериментов, выполненных с использованием МКЭ;
• теория построена на известных, проверяемых данных, которые согласуются с опубликованными экспериментальными результатами по теме диссертации;
• идея базируется на обобщении передового опыта отечественных и зарубежных исследований в области повышения циклической долговечности сварных конструкций и соединения элементов металлических конструкций;
• использовано сравнение авторских данных и данных, полученных ранее по рассматриваемой тематике, установленных в ходе экспериментальных и теоретических исследований работы стенок главных и продольных балок сварных и болтосварных пролетных строений;
• установлено качественное совпадение авторских результатов с результатами, представленными в независимых источниках по данной тематике;
• использованы современные методики сбора и обработки исходной информации, численное моделирование, известные методы обработки данных - анализ, синтез, математическая статистика, сравнение результатов экспериментальных и теоретических исследований.
Диссертация охватывает основные вопросы поставленной научной задачи (проблемы) и соответствует критерию внутреннего единства, что подтверждается наличием последовательного плана исследования, непротиворечивой методологической платформой и взаимосвязью выводов. Диссертация А.М. Усольцева является научно-квалификационной работой, в которой на основе выполненных автором исследований по повышению циклической долговечности металлических сварных пролетных строений железнодорожных мостов с усталостными трещинами, изложены новые научно обоснованные технические решения в области эксплуатации мостовых сооружений, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие страны.
При проведении голосования диссертационный совет в количестве 18 человек - докторов наук по специальности «Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей», проголосовал единогласно «за».
Таким образом, 01 июля 2021 г. диссертационный совет принял решение присудить А. М. Усольцеву учёную степень кандидата технических наук.
P.S. В настоящее время Андрей Михайлович имеет 25 опубликованных работ, в том числе по теме диссертации опубликовано 15 работ, из них в рецензируемых научных изданиях опубликовано 9 работ, одна работа в зарубежном научном издании, индексируемом в международной базе данных Scopus, получено семь патентов на изобретение, один патент на полезную модель, зарегистрированы четыре программы для ЭВМ и один банк данных.
