Симбиоз аддитивных технологий, бионики и фрактального подхода в мостостроении

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Применение эффективных конструкций, технологий и материалов является одним из требований, предъявляемых к современным мостовым сооружениям. Традиционные технологии ориентированы на создание конструкций достаточно простых форм, в то время как современные решения позволяют расширить класс получаемых конструкций и спектр архитектурных форм. В настоящем исследовании на примере реальных объектов рассматривается положительный опыт применения в мостостроении таких современных технологий, как 3D-печать, бионический и фрактальный подходы. Анализируется возможность использования симбиоза данных технологий для создания современных мостовых сооружений, что представляется наиболее эффективным.

Об авторах

И. Г. Овчинников

Тюменский индустриальный университет

Email: bridgesar@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0617-3132

И. О. Разов

Тюменский индустриальный университет

ORCID iD: 0000-0002-4829-7080

Н. Б. Кудайбергенов

Евразийский национальный университет им. Л. Н. Гумилева

Email: knb_1955@mail.ru

Список литературы

  1. Темнов В. Г. Конструктивные системы в природе и строительной технике. Ленинград: Стройиздат; 1987. 256 с. Режим доступа: https://m.eruditor.one/file/1323456/.
  2. Ковырягин М. А., Овчинников И. Г. Управляемые конструкции (в мостостроении). Саратов: Саратовский государственный технический университет; 2003. 95 с.
  3. Овчинников И. Г., Караханян А. Б. Применение бионического подхода к проектированию пешеходных мостов. В сб.: Модернизация и научные исследования в транспортном комплексе: Международная научно-практическая конференция, Пермь, 23-24 апреля 2015 г. Пермь: Пермский национальный исследовательский политехнический университет; 2015. С. 430–436. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=23646394.
  4. Овчинников И. Г., Овчинников И. И., Караханян А. Б. Пешеходные мосты современности: тенденции проектирования. Часть 1. Использование бионического подхода. Науковедение. 2015;7(2):81TVN215. Режим доступа: http://naukovedenie.ru/PDF/81TVN215.pdf.
  5. Овчинников И. И., Караханян А. Б., Овчинников И. Г., Скачков Ю. П. Современные пешеходные и велосипедные мосты (основные концепции проектирования и примеры). Пенза: Пензенский государственный университет архитектуры и строительства; 2018. 140 с.
  6. Aldersey-Williams H. Towards biomimetic architecture. Nature Materials. 2004;3:277–279. https://doi.org/10.1038/nmat1119
  7. Bonser R.H.C. Patented Biologically-inspired technological innovations: A twenty year view. Journal of Bionic Engineering. 2006;3(1):39–41. https://doi.org/10.1016/S1672-6529(06)60005-X
  8. Vincent J. F. V., Bogatyreva O. A., Bogatyrev N. R., Bowyer A., Pahl A.-K. Biomimetics: its practice and theory. Journal of The Royal Society Interface. 2006;3(9):471–482. https://doi.org/10.1098/rsif.2006.0127
  9. Mak T. W., Shu L. H. Using descriptions of biological phenomena for idea generation. Research in Engineering Design. 2008;19:21–28. https://doi.org/10.1007/s00163-007-0041-y
  10. Bhushan B. Biomimetics: lessons from nature-an overview. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 2009;367(1893):1445–1486. https://doi.org/10.1098/rsta.2009.0011
  11. Helms M., Vattam S. S., Goel A. K. Biologically inspired design: process and products. Design Studies. 2009;30(5):606– 622. https://doi.org/10.1016/J.DESTUD.2009.04.003
  12. Liu K, Jiang L. Bio-inspired design of multiscale structures for function integration. Nano Today. 2011;6(2):155–175. https://doi.org/10.1016/j.nantod.2011.02.002
  13. Santulli C., Langella C. Introducing students to bio-inspiration and biomimetic design: a workshop experience. International Journal of Technology and Design Education. 2011;21:471–485. https://doi.org/10.1007/s10798-010-9132-6
  14. Shu L. H., Ueda K., Chiu I., Cheong H. Biologically inspired design. CIRP Annals - Manufacturing Technology. 2011;60(2):673–693. https://doi.org/10.1016/j.cirp.2011.06.001
  15. Chen P.-Y., McKittrick J., Meyers M. A. Biological materials: Functional adaptations and bioinspired designs. Progress in Materials Science. 2012;57(8):1492–1704. '' target='_blank'>10.1016/j.pmatsci.2012.03.00' target='_blank'>https://doi: 10.1016/j.pmatsci.2012.03.00
  16. Knippers J., Speck T. Design and construction principles in nature and architecture. Bioinspiration & Biomimetics. 2012;7(1):015002. https://doi.org/10.1088/1748-3182/7/1/015002
  17. Bar-Cohen Y. Nature as a model for mimicking and inspiration of new technologies. International Journal of Aeronautical and Space Sciences. 2012;13(1):1–13.
  18. Maglic Michael J. Biomimicry: Using Nature as a Model for Design. Masters Theses. 2012. P. 871. https://doi.org/10.7275/2820720
  19. Murugan R., Wang X., Chen G., Guoping Ch., Peter M., Fu-Zhai C. (eds.) Biomimetics: Advancing nanobiomaterials and tissue engineering. Salem: Scrivener Publishing; 2013. 384 p. Available at: http://ndl.ethernet.edu.et/bitstream/123456789/4133/1/21.pdf.
  20. Benyus J. Biomimicry: Innovation inspired by nature. New York: William Morrow & Co.; 1997. 308 p. https://doi.org/10.1002/inst.12116
  21. Ovchinnikov I. G., Ovchinnikov I. I. Sustainable bridge design in Russia. In: Railway Transport and Technologies (RTT2021), Ekaterinburg, November 24–25 2021. USA: Aip Publishing; 2023. P. 030021. https://doi.org/10.1063/5.0133764
  22. Freitas Salgueiredo C. Modeling biological inspiration for innovative design. i3 Conference 2013, October 15 2013. P. 1–17. Available at: https://i3.cnrs.fr/wp-content/uploads/2016/05/Freitas__conferenceI32013.pdf.
  23. Olason A., Tidman D. Methodology for topology and shape optimisation in the design process. Master’s Thesis in the Master’s programme Solid and Fluid Mechanics. Goteborg: Chalmers University of Technology; 2011. Available at: https://publications.lib.chalmers.se/records/fulltext/130136.pdf.
  24. Мальцева Т. В., Трефилина Е. Р. Моделирование двухфазного тела с учетом несущей способности жидкой фазы. Математическое моделирование. 2004;16(11):845–852. Режим доступа: https://www.mathnet.ru/php/archive.phtml?wshow=paper&jrnid=mm&paperid=222&option_lang=rus.
  25. Боровков А. И., Бурдаков С. Ф., Клявин О. И., Мельникова М. П., Михайлова А. А., Немов А. С. и др. Компьютерный инжиниринг. Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого; 2012. 93 с.
  26. Melnikov R., Zazulya Ju., Stepanov M., Ashikhmin O., Maltseva T. OCR and POP parameters in Plaxis-based numerical analysis of loaded over consolidated soils. Procedia Engineering. 2016;165:845–852. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.11.783
  27. Rayneau-Kirkhope D, Maoa Y., Farr R., Segal J. Hierarchical space frames for high mechanical efficiency: Fabrication and mechanical testing. Mechanics Research Communications. 2012;46:41–46. http://dx.doi.org/10.1016/j.mechrescom.2012.06.011

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).