Критический анализ определения понятия группы Ассура в теории механизмов и машин

+ Безопасность - существенно выше, чем на классическом велосипеде, главным образом из-за движения «вперед ногами», а не головой. Руль не мешает покинуть велосипед, при столкновении с препятствием. Еще одним неоспоримым плюсом в плане безопасности является тот факт, что земля находится ближе.

+ На первый взгляд покажется невероятным, но на лигераде можно спускаться с горы с углом недоступным классическому велосипеду. Чем круче гора, тем более вертикальное положение принимает человек, приближаясь к привычному положению при ходьбе, без риска «выпасть вперед через руль», как на классическом велосипеде.

+ Препятствия - немаловажным требованием к современному велосипеду, является возможность преодоления городских бордюров, не слезая с велосипеда. Если вы молоды и тренированы, то запрыгнете на бордюр, как на обычном велосипеде. Если нет - то, не покидая лигерад можно опустить ноги на землю, приподнять рукой переднюю часть велосипеда и «заползти» на бордюр. На обычном велосипеде этот «маневр» совершить гораздо труднее. На длиннобазовом лигераде, касаясь ногами земли, удобно остановиться перед перекрестком или пропуская пешеходов.

+ Компактность - общая длина нового лиге-рада лишь на 10 см больше длины среднего велосипеда. Неоспоримым преимуществом является возможность вертикального хранения лигерада в условиях дефицита пространства. При этом ли-герад занимает площадь в полтора раза меньше, чем классический велосипед.

+ К сказанному нужно добавить, что новый лигерад имеет максимально возможную совместимость со стандартными велокомпонентами.

Новый лигерад будет полезен самому широкому кругу потребителей: людям, использующим велосипед как транспортное средство, туристам, спортсменам, занимающейся велоэкстримом, и людям, заботящимся о своем здоровье, в том числе пожилым.

Список литературы

1 Заявка на полезную модель РФ № 2016104017: МПК В62К 3/00; В62 J 1/04. Велосипед рикамбент / Котельников В. Г., Волков Г. Ю.; заявл. 08.02.2016.

УДК 621.01 Н.Н. Крохмаль

Курганский государственный университет

критический анализ определения понятия группы ассура в теории механизмов и машин

Аннотация. В статье проводится критический анализ классического определения понятия групп Ассура, приводимого в учебной и на-

СЕРИЯ «ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ», ВЫПУСК 11

учной литературе. Выявлены противоречия и неполнота классического определения. Указаны причины противоречий и недостаточности определений.

Ключевые слова: рычажные механизмы, определение группы Ассура, противоречия в определении, неполнота определения.

N.N. Krokhmal Kurgan State University

CRITICAL ANALYSIS OF ASSUR group DEFINITION IN THE THEORY OF MACHINES AND MECHANISMS

Annotation. The article provides a critical analysis of the classical definition of Assur groups, cited in the educational and scientific literature. Contradictions and incompleteness of the classical definition elicited. The reasons for the definitions contradictions and inadequacywere stated.

Keywords: lever mechanisms, Assur groups definition, the contradictions in the definition, the incompleteness of the definition.

Любая наука при изучении объектов, принадлежащих к области её исследований, оперирует понятиями и определениями, априорно положенными в её основу. Научный метод предполагает, что базовые понятия и определения в любой науке должны быть непротиворечивы и адекватны объектам, изучаемым наукой.

В отечественной науке о рычажных механизмах (раздел теории механизмов и машин) наиболее известным и применяемым методом представления структуры рычажных механизмов является метод Ассура [1]. Главным элементом структурных моделей механизмов в данном методе является структурная группа - группа Ассура.

Приведём ряд определений из учебной литературы, широко используемой как в процессе обучения студентов, так и в научных исследованиях.

«Группой Ассура будем называть кинематическую цепь с нулевой степенью подвижностью относительно тех звеньев, с которыми входят в кинематические пары свободные элементы её звеньев, и не распадающуюся на более простые цепи, обладающие также нулевой степенью подвижности» [1].

«Кинематическая цепь, число степеней свободы которой относительно элементов её внешних кинематических пар равно нулю, называют структурной группой, если из неё нельзя выделить более простые кинематические цепи, удовлетворяющие этому условию» [2].

«Структурной группой называется кинематическая цепь, число степеней свободы которой равно нулю относительно элементов её внешних пар, причём группа не должна распадаться на более простые кинематические цепи, удовлетворяющие это м у усл о в и ю» [3] .

37

Рассмотрим постулаты, составляющие эти определения.

Во-первых, из приведённых определений следует, что важнейшим условием существования групп Ассура (структурных групп) постулируется невозможность их сборки из более простых кинематических цепей. И в этом смысле группы Ассура должны быть простейшими - своеобразными атомами, из которых можно построить любой механизм. В этом можно усмотреть некоторую сущностную аналогию со строением вещества, когда любая молекула химического вещества может быть получена из атомов различных химических элементов. Но оказалось, что атомы (неделимые) химических элементов имеют сложное строение.

Если продолжить аналогию, то атомы механизмов - группы Ассура, приведённые на рисунке 1, можно на практике составить из более простых кинематических цепей.

Более того, все группы Ассура приведённые в каталоге [4], как показывает опыт, можно составить из простых кинематических цепей. Отсюда можно заключить, что постулат о неразложимости, в определениях групп Ассура является в общем случае противоречивым и имеет искусственные ограничения.

Во-вторых, в классических определениях постулируется наличие в группах Ассура свободных элементов, которые могут образовать внешние кинематические пары. Внешние кинематические пары звенья групп Ассура образуют со звеньями, не входящими в их состав.

Внешние кинематические пары в группах Ассура на практике и по умолчанию разделяются на два вида. К первому виду относят внешние кинематические пары, с помощью которых группы присоединяется к другим звеньям механизма в порядке его образования. Условно их можно назвать начальными. Ко второму виду относят внешние кинематические пары, с помощью которых к группе присоединяются другие звенья механизма в порядке его образования. Условно их можно назвать конечными.

> <г> г

Рисунок 1 - Составление групп Ассура из простейших кинематических цепей

В определениях групп Ассура возможность наличия элементов конечных внешних кинематических пар никак не обозначается. Наоборот, при проведении структурного анализа механизмов элементы конечных внешних кинематических пар по умолчанию удаляются (пара В, рисунок 2), и, таким образом, у элемента начальной внешней кинематической пары следующей группы Ассура нет сопрягаемого элемента. При изучении структурного анализа рычажных механизмов суть этого явления не находит логического объяснения, а лишь констатируется, что элемент надо удалить, чтобы расчёт степени свободы удовлетворял классическому определению группы Ассура. При этом удаление элементов конечных внешних кинематических пар производится во многом интуитивно, а не алгоритмически. В этом аспекте можно констатировать, что классические определения групп Ассура являются неполными.

о -1 •

7777 А

Рисунок 2 - Виды внешних кинематических пар групп Ассура. А, С - внешние кинематические пары начальные, В - внешняя кинематическая пара конечная

В-третьих, определение группы Ассура относится к объектам изучения - рычажным механизмам. В теории механизмов [1] звено определяют как жёсткую систему группы деталей. Там же рассматривается одномерное звено с двумя элементами для образования двух кинематических пар. В теоретической механике рычаг теоретически определяется как одномерная балка [5]. Логично было бы полагать, что рычажные механизмы состоят из рычагов, определяемых именно таким образом. С другой стороны в теории рычажных механизмов [1] по умолчанию в качестве рычага используются звенья, образующие три и более кинематические пары - многопарные звенья. Такие звенья с позиции теоретической механики не являются рычагами, и могут быть представлены в виде рычажных ферм (рисунок 1) [6]. Приведённые выше определения групп Ассура не конкретизируют номенклатуру звеньев, из которых состоят группы Ассура и не ограничивают число кинематических пар у многопарных звеньев. Такое положение неоправданно усложняет структурную модель групп Ассура и рычажных механизмов, носит искусственный характер и свидетельствует о неполноте определений в этом аспекте.

Конструктивный подход к устранению указанных противоречий и неполноты в определениях группы Ассура был предложен нами в работах [7; 8]. Работы прошли рецензирование в междуВестник КГУ, 2016. № 3

народном научном сообществе. Конструктивный подход имеет практический выход для кинематического исследования и проектирования плоских рычажных механизмов [9; 10].

Выводы

Классическое определение групп Ассура является противоречивым и неполным, а значит не удовлетворяет критериям научного метода.

Классическое определение групп Ассура, не отвечающее критериям научного метода, препятствует развитию теории и практике проектирования рычажных механизмов.

Требуется выработка нового определения групп Ассура, являющегося непротиворечивым и полным. Такое определение можно выработать на основе изучения структурных свойств групп Ассура.

Список литературы

1 Артоболевский И. И. Теория механизмов и машин. М. : Наука, 1975. 640 с.

2 Теория механизмов и механика машин : учеб. для втузов /К. В. Фролов, С. А. Попов, А. К. Мусатов и др. ; под. ред. К. В. Фролова. 2-е изд., перераб. и доп. М. : Высшая школа, 1998. 496 с.

3 Курс теории механизмов и машин : учеб. для вузов / Левитский О. Н, Левитская Н. И. М. : Высшая школа, 1978. 269 с.

4 Пейсах Э. Е. Каталог восьмизвенных плоских групп Ассура. Теория механизмов и машин. 2007. № 2(10). С.15-27.

5 Курс теоретической механики. Ч. 1. Статика : Учеб. для втузов /Яблонский А. А., Никифорова В. М. 5-е изд., испр. М. : Высшая школа, 1977. 368 с.

6 Молдабеков М. М., Кулешов А. К., Уалиев Г. У. Математическое моделирование динамики механизмов и машин. Алматы : Казахский университет, 1998. 204 с.

7 Krokhmal N. Structural synthesis of kinematic chains of lever mechanisms // Proceedings of 13th National Conference on Mechanisms and Machines (NaCoMM07),IISc, Bangalore, India, December 12-13, 2007. P.149-155. http://nacomm07.ammindia. org/Contents/papers/NaCoMM-2007-033.pdf

8 Krokhmal N., Krokhmal O. Structural synthesis of kinematic chains of lever mechanisms // Proceedings of 13th World Congress of IFToMM 2011 Mexico, June 19-23, 2011. - A11-376. ISBN978-607-441-131-7. URL: http://somim.org.mx/conference_ proceedings/index.html

9 Крохмаль Н. Н. Кинематический анализ групп Ассура в связи с их структурными свойствами //Известия Челябинского научного центра УрО РАН, 2003. №1(18). С.1-6. URL: http://csc.ac.ru/news/

10 Крохмаль Н. Н., Крохмаль О. Н. Метод оптимизационного кинематического синтеза плоских рычажных механизмов на примере восьмизвенного механизма. Вестник ЮУрГУ. Серия машиностроение. Вып. 17. № 11(228). 2011.

СЕРИЯ «ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ», ВЫПУСК 11

УДК 612.19

О.Ю. Моисеев, ООО «Мостпроект», Курган Д.Н. Парышев, ЗАО «Курганстальмост» г. Курган

И.Г. Овчинников, Пермский национальный исследовательский политехнический университет

В.В. Харин, Курганский институт железнодорожного транспорта

И.И. Овчинников, Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ), Сочинский филиал

прямые ТРУБОБЕТОнныЕ

балки с асимметричным предварительно напряженным бетонным ядром для пролетных строений малых мостов

Аннотация. В статье рассматривается возможность использования в пролетных строениях малых мостов балочной конструкции тру-бобетона с асимметричным предварительно напряженным бетонным ядром. С целью снижения стоимости прямой трубобетонной балки предлагается в качестве металлической трубчатой оболочки использовать старогодные нефтегазовые трубы. Применение частичного предварительного напряжения бетонного ядра позволяет управлять напряженным состоянием прямой трубобетонной балки.

Ключевые слова: малые мосты, пролетные строения, трубобетон, армирующие элементы, бетонное ядро, внецентренное сжатие, металлическая оболочка.

0.Yu. Moiseev, Open JSC «Mostproekt», Kurgan D.N. Paryshev, CJSC «Kurganstalmost», Kurgan

1.G. Ovchinnikov, Perm National Research Polytechnic University, Perm

V.V. Kharin, Kurgan Institute of Railway Transport, Kurgan

I.G. Ovchinnikov, Moscow Automobile and Road ConstructionState Technical University (MADI), Sochi branch

STRAIGHT TUBE CONFINE CONCRETE BEAMS WITH ASYMMETRIC pRESTRESSED CONCRETE CORE FOR

superstructures OF SMALL

BRIDGES

Annotation. The article considers the possibility of useof tube confine concrete beam construction with asymmetrical previously strained concrete corein the superstructures of small bridges. For

39