The phenomena of the formation of local defects and cracks in asphalt concrete pavements of roads and bridges are most often observed in climatic zones with large temperature differences during their seasonal and daily changes. To a large extent, this is due to the heterogeneity of the thermomechanical properties of the materials of the coating layers and the base. To prevent these phenomena, reinforcing rods and meshes are introduced into the coating structure. In this work, using the theory of thermoelasticity, it is shown by the method of mathematical modelling that in cases of incompatibility of the thermomechanical characteristics of asphalt concrete materials and reinforcement, additional localized thermal stresses arise in its small vicinity, which, even at moderate temperatures, can reach critical values and lead to local defects and cracks. Since these defects are latent, they cannot always be detected in practice. The presented results of analytic calculation validated these conclusions. They can be used in both road building and composite design.

The problem about computer simulation of whirl vibrations of a drill bit is considered. The dynamic process is assumed to be in an incipient stage when the bit rolls on the borehole bottom without reaching the well wall. Mathematic models of the bit moving based on assumptions of frictional (rolling with sliding) and kinematic (pure rolling) contact between the bit and borehole bottom surfaces are elaborated. The influence of the drill string (DS) bending flexibility and the bit shape on the whirl process is discussed. The most typical whirl phenomena are grounded due to computer simulation.

Belаrusian National Technical University, 2016Реферат. Среди различных воздействий на покрытие автомобильных дорог следует выделить так называемый термиче-ский удар. В зимний период эксплуатации дорожных покрытий на поверхности бетона образуется слой льда. Обычно для его удаления с поверхности дорожного покрытия применяется хлористый натрий, который понижает температуру замер-зания воды и вызывает таяние льда при отрицательной температуре. Поэтому в бетоне, находящемся непосредственно под тающим слоем льда, резко снижается температура, что приводит к значительным напряжениям. Такое явление полу-чило название термического удара (локальное значительное изменение температуры). Этот процесс недостаточно изучен, имеет практическую значимость для оценки прочности и долговечности цементно-бетонного покрытия и поэтому актуа-лен. Целью исследований авторов являлись разработка математической модели и определение допустимых градиен-тов термического удара для цементно-бетонного дорожного покрытия. Для нахождения напряженно-деформированного состояния цементно-бетонных покрытий автомобильных дорог использовали конечно-разностный метод. Составлена компьютерная программа, позволяющая выполнять расчет дорожного покрытия при различных законах распределения температуры по его глубине. Получены закономерности распространения деформаций и напряжений в цементно-бетонном покрытии автомобильных дорог при термическом ударе. Установлен допустимый параметр распределения тем-ператур по толщине покрытия. При расчете использован критерий прочности, основанный на процессе образования и развития микротрещин в бетоне. Выявлено, что термический удар вызывает на поверхности цементно-бетонного по-крытия значительные градиенты температур, приводящие к большим нормальным напряжениям в поверхностном слое бетона. Возможность появления микротрещин в дорожном покрытии определяется характеристиками прочности матери-ала, условиями закрепления плиты и градиентом температур.Ключевые слова: температура, градиент, напряжения, прочность, бетон, критерий, покрытие, автомобильная дорога, конечные разности, обледенение, граница, сплошность, микротрещины

This article studies the problem of wirl vibrations of a rotating drill string bit under conditions of its friction interaction with the bore-hole bottom surface at the wandering contact point. The mechanism of the bit spinning and rolling without sliding on the rigid surface has been analyzed. To study the wirl vibrations, the methods of nonholonomic mechanics are used. As an example, spherical bit whirling on spherical bore-hole bottom is considered. The kinematic inducement of the rotating bit motion without sliding is shown to be the main cause of its stability loss. The detailed study of the bit whirling revealed three types of its stable and unstable motions associated with direct and inverse rolling as well as pure spinning. It is found that the most detectable influence on dynamics of the system and its stability is exerted by the overall stiffness of the drill string tube, which depends on parameters of compressive axial force and torque and diminishes as their critical values are approached.

No abstract