АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЗАКЛАДНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ СООРУЖЕНИЙ МЕТРОПОЛИТЕНА СРЕДСТВАМИ КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Представлена конечно-элементная математическая модель, описывающая штатное и дефектные состояния металлоконструкции узла подвеса на базе Т-образных закладных конструкций обделки тоннеля, располагающегося в помещениях метрополитена, в динамических режимах нагружения. Рассмотрены случаи: бездефектного состояния конструкции, разрушение закрепления Т-образной закладной; полная коррозия шпилек; частичная коррозия правой части верхней шпильки. Выполнена апробация математической модели на основе результатов эксперимента. Показано, что математическое моделирование с помощью метода конечных элементов позволяет установить расположение характерных точек металлоконструкции, в которых следует измерять виброускорения для получения объективных данных о ее состоянии. С помощью разработанной математической модели показано, что для однозначного определения дефектного состояния металлоконструкции и определения типа дефекта необходимо и достаточно применение в комплексе спектрального анализа, вейвлет-преобразования анализа и анализа годографа вектора ускорения. Представлены результаты экспериментального и численного исследований.
The paper presents a finite element mathematical model (FEM). This model describes operating and faulty states of the metal suspension on the basis of T-shaped embedded details of the tunnel lining located in the subway premises at the dynamic loading conditions. We considered the defect-free state of the metal details, the case of the destruction of the fixing T-shaped mortgage, the case of the complete corrosion of studs, the case of the partial corrosion of the right part of the upper stud. The mathematical model was verified using the experimental results. It is shown that FEM modeling makes it possible to establish the location of the characteristic points of a metal suspension, in which vibration accelerations should be measured to obtain objective data on its state. Using the developed mathematical model, we showed that to unambiguously determine the defective state of the metal details and determine the type of defect, it is necessary and sufficient to use a combination of spectral analysis, wavelet transform analysis and analysis of the acceleration vector hodograph. The results of experimental and numerical researches are presented.