Анализ воздействия ветровой нагрузки на каркас теплицы для выращивания сеянцев с закрытой корневой системой. C. 195–201

УДК

631.544.43;004.896

DOI:

10.37482/0536-1036-2023-2-195-201

Аннотация

Воспроизводство лесов является одним из приоритетных направлений государственной политики Российской Федерации. Искусственное возобновление лесов, в том числе с использованием технологии выращивания сеянцев с закрытой корневой системой, показало высокую эффективность в условиях, где естественное лесовосстановление не находило должного развития. Особенно это касается площадей, подвергнутых концентрированным сплошным вырубкам и пострадавших от верховых пожаров. Несмотря на высокую стоимость, технология выращивания сеянцев с закрытой корневой системой является экономически целесообразной за счет высокой приживаемости растений и возможности производить посадку в течение длительного периода времени. Для реализации данной технологии применяются теплицы промышленного формата, при проектировании которых необходимо учитывать внешние нагрузки, в том числе ветровые, зависящие от территориального расположения конструкции. Цель работы – обосновать параметры конструкции каркаса теплицы достаточной прочности для выращивания сеянцев с закрытой корневой системой. Объектом исследования является твердотельная модель каркаса теплицы. Исследование осуществлено для условий климата Красноярского края. Выполнен анализ нагрузок и напряжений, возникающих в элементах конструкции теплицы под действием их собственного веса и ветровых воздействий, с использованием метода твердотельного моделирования. При помощи основанного на методе конечных элементов алгоритма исследования напряжений в системе автоматизированного проектирования рассчитаны основная и пиковая ветровые нагрузки, воздействующие на каркас теплицы, определены размеры его участков и ветровые нагрузки на этих участках, максимальные напряжения, возникающие на каркасе теплицы под действием основной и пиковой ветровых нагрузок, наиболее нагруженные места конструкции. Даны рекомендации по оптимизации конструкции.

Сведения об авторах

Д.В. Черник*, канд. техн. наук, доц.; ResearherID: ACY-8919-2022, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8114-764X
Е.В. Авдеева, д-р с.-х. наук, доц.; ResearherID: GLR-2803-2022, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3425-7157
К.Н. Черник, мл. науч. сотр.; ResearherID: ETZ-9702-2022, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1203-4825
Н.Л. Ровных, мл. науч. сотр.; ResearherID: GLR-2881-2022, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6514-3393
Сибирский государственный университет науки и технологий им. академика М.Ф. Решетнёва, просп. им. газеты «Красноярский рабочий», д. 31, г. Красноярск, Россия, 660037; dionisu2@mail.ru*, e.v.avdeeva@gmail.com, Kristi.blueberry@yandex.ru, chacha.92@bk.ru

Ключевые слова

лесовосстановление, теплица, закрытая корневая система, сеянцы с закрытой корневой системой, твердотельное моделирование, анализ нагрузок, система автоматизированного проектирования, Красноярский край

Для цитирования

Черник Д.В., Авдеева Е.В., Черник К.Н., Ровных Н.Л. Анализ воздействия ветровой нагрузки на каркас теплицы для выращивания сеянцев с закрытой корневой системой // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 2. С. 195–201. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-2-195-201

Литература

1. Авдеева Е.В., Ровных Н.Л., Иванов Д.В., Сухенко Н.В., Кухар И.В., Калинин М.Д. Российский и мировой опыт выращивания посадочного материала с закрытой корневой системой // Хвойные бореальной зоны. 2022. Т. 40, № 4. С. 250–258.

2. Алямовский А.А. SOLIDWORKS Simulation и FloEFD. Практика, методология, идеология. М.: ДМК Пресс, 2020. 658 с.

3. Ананьев Е.М., Азбаев Б.О., Суюндиков Ж.О., Рахимжанов А.Н., Ражанов М.Р. Использование посадочного материала с закрытой корневой системой в степной зоне // Актуальные проблемы лесного комплекса. 2016. Вып. 46. С. 60–63. 

4. Бобушкина С.В., Мочалов Б.А., Шапошникова Л.В. Опыт выращивания посадочного материала с закрытой корневой системой в Архангельской области // Леса и лесное хозяйство в современных условиях: материалы Всерос. конф. с междунар. участием, Хабаровск, 4–6 окт. 2011 г. / отв. ред. А.П. Ковалев. Хабаровск: ДальНИИЛХ, 2011. С. 81–84.

5. Бондаренко А.С., Жигунов А.В. Статистическая обработка материалов лесоводственных исследований. СПб.: Политехн. ун-т, 2016. 125 с.

6. Ву Ван Чыонг. Лесоводственно-экологические последствия комплексных рубок в осушаемых сосняках (на примере Ленинградской области): дис. ... канд. с.-х. наук. СПб., 2018. 110 с.

7. Гоф А.А. Эффективность создания лесных культур сосны обыкновенной сеянцами с закрытой корневой системой в ленточных борах Алтая: дис. ... канд. с.-х. наук. Екатеринбург, 2020. 169 с.

8. Долгушин В.А., Соляник С.С., Спирина А.В. Механика: Сопротивление материалов. Расчет элементов конструкций на прочность, жесткость и устойчивость. СПб.: СПбГАУ, 2019. 47 с.

9. Корчагов С.А., Грибов С.Е., Обрядина О.Ю. Экономическая оценка создания лесных культур различным видом посадочного материала // Изв. вузов. Лесн. журн. 2017. № 5. С. 92–102. https://doi.org/10.17238/issn0536-1036.2017.5.92

10. Кузнецов Ф.А., Сладкова Л.А., Крылов В.В. Моделирование ветровой нагрузки в программной среде SOLIDWORKS // Строительные и дорожные машины. 2020. № 12. С. 23–27. 

11. Лугинина Л.И., Иващенко Н.Н. Применение сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.), выращенной по контейнерной технологии на вырубках Нижегородской области // Вестн. НГСХА. 2017. № 1(13). С. 25–31.

12. Родин А.Р., Васильев С.Б., Родин С.А., Савченкова В.А., Никитин В.Ф., Калашникова Е.А. Теория и практика искусственного лесовосстановления. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2019. 164 с.

13. Черник Д.В., Авдеева Е.В., Логачев А.К., Черник К.Н., Ровных Н.Л. Исследование воздействия снеговой нагрузки на каркас теплицы для выращивания сеянцев с ЗКС в SolidWorks // Хвойные бореальной зоны. 2022. Т. 40, № 4. С. 333–337.

14. Черник К.Н., Черник Д.В. Анализ прочностных характеристик стрелы комбинированного манипулятора в среде SоlidWоrкs // Машиностроение: новые концепции и технологии: сб. ст. Всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, Красноярск, 23 окт. 2020 г. Красноярск: СибГУ им. М.Ф. Решетнёва, 2020. С. 200–203. 

15. Clabo D.C., Clatterbuck W.K. Establishment and Early Development of Even-Age Shortleaf Pine-Hardwood Mixtures Using Artificially Regenerated Shortleaf Pine and Various Site Preparation and Release Treatments. Forest Science, 2020, vol. 66, no. 3, pp. 351–360. https://doi.org/10.1093/forsci/fxz082

16. Dey D.C., Jacobs D., McNabb K., Miller G., Baldwin V., Foster G. Artificial Regeneration of Major Oak (Quercus) Species in the Eastern United States: A Review of the Literature. Forest Science, 2008, vol. 54, no. 1, pp. 77–106. https://doi.org/10.1093/forestscience/54.1.77

17. Yang A.-S., Juan Y.-H., Wen C.-Y., Su Y.-M., Wu Y.-C. Investigation on Wind Environments of Surrounding Open Spaces Around a Public Building. Journal of Mechanics, 2017, vol. 33, no. 1, pp. 101–113. https://doi.org/10.1017/jmech.2016.47

18. Ogilvy T.K., Legg C.J., Humphrey J.W. Diversifying Native Pinewoods Using Artificial Regeneration. Forestry, England, London, vol. 79, no. 3, рр. 309–317. https://doi.org/10.1093/forestry/cpl018

19. Zhang J., Webster J., Powers R.F., Mills J. Reforestation After the Fountain Fire in Northern California: An Untold Success Story. Journal of Forestry, 2008, vol. 106, iss. 8, pp. 425–430, https://doi.org/10.1093/jof/106.8.425

20. Zhang Y., Fu Y., Jia J., Luo X. An Approach to Automatic Boundary Segmentation of Solid Models Using Virtual Topology: Toward Reconstruction of Design Features. Journal of Computational Design and Engineering, 2020, vol. 7, no. 3, pp. 367–385. https://doi.org/10.1093/jcde/qwaa030