Перспективні напрями розвитку механіки сипучого середовища

Банніков, ДО
Тютькін, ОЛ
Nauka innov. 2020, 16(2):45-54
https://doi.org/10.15407/scin16.02.045
Рубрика: Наукові основи інноваційної діяльності
Мова: Українська
Анотація: 
Вступ. На сьогодні в галузі механіки сипучого середовища існує серйозна ключова проблема, яка полягає у відсутності єдиної теоретичної концепції розгляду поведінки сипучого середовища в різних практичних умовах. Це суттєво гальмує подальший розвиток зазначеної галузі, адже окремі теоретичні моделі сипучого матеріалу, яких налічується біля 30, практично не узгоджені між собою.
Проблематика. На практиці окреслена проблема призводить до численних випадків відмов та аварій будівельних конструкцій різних типів, що є наслідком помилок при визначенні навантажень від сипучої речовини.
Мета. Визначення та формулювання основних сучасних напрямів подальшого розвитку механіки сипучого середовища, як окремого розділу механіки ґрунтів у складі геотехнічної механіки. Розробка цих напрямів є рішенням до подолання проблеми створення єдиної теоретичної моделі сипучої речовини.
Матеріали й методи. Систематизація та узагальнення накопиченого масиву інформації щодо механіки сипучого середовища та розробка на основі цього єдиного підходу до опису його поведінки є основним методом досягнення сформульованої мети.
Результати. Основними передумовами формування концепції сипучого середовища є проведення досліджень в трьох напрямках: визначення властивостей сипучих матеріалів; визначення коефіцієнту передачі тиску; побудова моделі укладки.
Висновки. Базовою концепцією побудови єдиної теоретичної моделі сипучого середовища повинен бути дискретно-континуальний підхід. При цьому всі властивості сипучого середовища визначаються, виходячи з його дискретної природи, а рівняння статичної рівноваги та динамічного руху сипучого середовища формуються, розглядаючи його як однорідне континуальне середовище в межах певного об’єму. Також статична поведінка сипучого середовища має аналізуватися як частковий випадок його динамічної поведінки, а не як окрема самостійна задача зі своїми власними параметрами.
Ключові слова: геотехнічна механіка, дискретно-континуальна модель, сипуче середовище, сипучий матеріал
Посилання: 
1. ДБН В.2.2-8-98. Підприємства, будівлі і споруди по зберіганню та переробці зерна. Київ, 1998. 41 с.
2. ДСТУ-Н Б EN 1991-4:2012. Єврокод 1. Дії на конструкції. Частина 4. Бункери і резервуари. Київ, 2012. 168 с.
3. Бібік М.В., Мороз П.С. Визначення горизонтального навантаження на вертикальні стіни ємнісних конструкцій за різними нормами. Збірник наукових праць ПолтНТУ (галузеве машинобудування, будівництво). 2014. Вип. 1(40). С. 166–174.
4. Ляпцев С., Афанасьев А., Чиркова А.  Резонансные вибротранспортные машины для сыпучих материалов. LAP Lambert Academic Publishing, 2014. 196 c. 
5. Вобликов Е.М. Технология элеваторной промышленности. Санкт-Петербург, 2010. 384 с.
6. Винокуров К.В., Никоноров С.Н. Элеваторы, склады, зерносушилки. Саратов, 2008. 88 с.
7. Горюшинский И.В., Кононов И.И., Денисов В.В., Горюшинская Е.В., Петрушкин Н.В. Емкости для сыпучих грузов в транспортно-грузовых системах. Под общ. ред. И.В. Горюшинского. Самара, 2003. 232 с.
8. Семенов В.Ф. Бункеры и хранилища зерна. Барнаул, 1999. 222 с.
9. Franklin S.V., Shattuck M.D. (Eds.). Handbook of Granular Materials. CRC Press, 2015. 522 p. https://doi.org/10.1201/b19291
10. Sakellariou M. (Ed.). Granular Materials. InTech, 2017.
https://doi.org/10.5772/66007
11. Cambou B., Magoaeriec H., Nguyen N.-S. Granular Materials at Meso-Scale. Elsevier LTD, 2016. 164 p. https://doi.org/10.1016/c2015-0-01312-0
12. ESDEP WG: Vol. 15: Structural Systems. Bins: Lecture 15C.2. 34 p.
13. Edwin H., Gaylord Jr., Charles N. Gaylord, James E. Stallmeyer (Eds.). Structural Engineering Handbook. McGraw-Hill, 1997. 624 p.
14. Fruchtbaum Ja. Bulk Materials Handling Handbook. SpingerLink, 1988. 488 p.
https://doi.org/10.1007/978-1-4757-4695-2
15. Банніков Д.О. Сипучий матеріал в ємнісній конструкції. Дніпропетровськ, 2009. 172 с.
16. Качуренко В.В., Банников Д.О. Конструктивные решения стальных емкостей для сыпучих материалов. Днепропетровск, 2016. 168 с.
17. Качуренко В.В., Банніков Д.О. Особливості моделювання тиску сипучого матеріалу на гофровані сталеві елементи. Збірник наукових праць «Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди». 2014. Вип. 28. С. 367–376.