№74-24
Напружено-деформований стан композитного тягового органа з порушеною структурою внаслідок реології еластомірної оболонки
І.В. Бельмас1, Д.Л. Колосов2, С.В. Онищенко2, О.І. Білоус1, Г.І. Танцура1, П.В. Черниш2
1 Дніпровський державний технічний університет, Кам’янське, Україна
2 Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2023, 74:274-287
https://doi.org/10.33271/crpnmu/74.274
Full text (PDF)
АНОТАЦІЯ
Мета. Встановлення залежності зміни напружено-деформованого стану гумотросового тягового органа з порушеною структурою внаслідок реології гумової оболонки.
Методика. Аналітичне розв’язання моделі гумотросового тягового органа з порушеною структурою внаслідок реології гумової оболонки.
Результати. Розроблено алгоритм визначення напружено-деформованого стану гумотросового тягового органа з порушеною структурою внаслідок реології гумової оболонки. Наведений алгоритм передбачає розбиття каната на дві частини, що дозволяє враховувати вплив залежності модуля зсуву від деформацій у вигляді ламаної лінії, складеної з двох відрізків. Розбиття каната в області розриву суцільності троса на три та більше частини дозволить враховувати більш складну залежність модуля зсуву від деформацій зсуву. Встановлено механізм зміни напружено-деформованого стану гумотросового каната внаслідок реології гумової оболонки. Проаналізовано локальний вплив змін властивостей еластичного матеріалу, що взаємодіє з ушкодженим тросом, на напружено-деформований стан гумотросового тягового органа з порушеною структурою.
Наукова новизна. Механізм впливу змінного в часі, нелінійно залежного від деформацій модуля зсуву матеріалу оболонки гумотросового каната (стрічки) з розривом суцільності троса, на напружено-деформований стан композитного тягового органа.
Практична значущість. Врахування реології гумової оболонки надає можливість прогнозування напруженого стану з урахуванням нелінійного закону зміни властивостей гуми в процесі її використання і підвищення безпеки та надійності експлуатації гумотросових тягових органів. Локальна зміна механічних показників не збільшує небезпеку використання каната з розривами неперервності тросів. Зростання довжин перерозподілу сил та переміщень вимагає збільшення довжини сходинок стикового з’єднання.
Ключові слова: механічні властивості гуми, напружено-деформований стан, композитний тяговий орган, вантовий канат, ушкодження каната, реологія гумової оболонки, порушена структура каната, розрив суцільності троса.
Перелік посилань
1. Fedorko, G., Molnár, V., Michalik, P., Dovica, M., Tóth, T., & Kelemenová, T. (2016). Extension of inner structures of textile rubber conveyor belt – Failure analysis. Engineering Failure Analysis, 70, 22–30.
https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2016.07.006
2. Bajda, M., Błażej, R., & Hardygóra, M. (2016). Impact of Selected Parameters on the Fatigue Strength of Splices on Multiply Textile Conveyor Belts. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 44, 052021.
https://doi.org/10.1088/1755-1315/44/5/052021
3. Blazej, R., Jurdziak, L., Burduk, R., Kirjanow, A., & Kozlowski, T. (2017). Analysis of core failure distribution in steel cord belts on the cross-section. International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, 17(13), 987-994.
https://doi.org/10.5593/sgem2017/13/S03.125
4. Grincova, A., Andrejiova, M., & Marasova, D. (2016). Failure analysis of conveyor belt in terms of impact loading by means of the damping coefficient. Engineering Failure Analysis, 68, 210–221.
https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2016.06.006
5. Marasová, D., Ambriško, Ľ., Andrejiová, M., & Grinčová, A. (2017). Examination of the process of damaging the top covering layer of a conveyor belt applying the FEM. Measurement, 112, 47–52.
https://doi.org/10.1016/j.measurement.2017.08.016
6. Kolosov, L.V., & Belmas, I.V. (1981). Primenenie elektricheskikh modelei dlya issledovaniya kompozitnikh materialov. Mekhanika kompozitnikh materialov, 1. 115–119.
7. Darіya Zade S. (2013). Chislennaya metodika opredeleniya effektivnykh kharakteristik odnonapravleno armirovannykh kompozitov. Bulletin NTU “KhPІ”, (58), 71-77.
8. Mei, X., Miao, C., Yang, Y., & Li, X.(2016). Automatic detection method for mine conveyor belt surface damage. Meitan Xuebao/Journal of the China Coal Society, 41, 259–265.
https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.2015.1182
9. Volokhovskiy, V.Yu., Radin, V.P., & Rudyak, M.B. (2010). Kontsentratsiya usiliy v trosakh i nesushchaya sposobnost' rezinotrosovykh konveyernykh lent s povrezhdeniyami. MEI Bulletin, (5), 5–12.
10. Bel'mas, I.V. (1993). Stress state of rubber-rope tapes during their random damages. Problemy Prochnosti i Nadezhnos'ti Mashin, (6), 45–48.
11. Бельмас, І.В., Колосов, Д.Л., Чечель, Т.О., Воробйова, О.М., & Черниш, О.М. (2020). Вплив зміни в часі механічних властивостей гуми на напружений стан гумотросового тягового органа з ушкодженим тросом. Збірник наукових праць НГУ, 62, 149–155.
https://doi.org/10.33271/crpnmu/62.149
12. Song, W., Shang, W., & Li, X. (2009). Finite element analysis of steel cord conveyor belt splice. ET Conference Publications, 2009(556).
https://doi.org/10.1049/cp.2009.1415
13. Бельмас,І.В., & Бобильова,І.Т. (2012). Вплив поривів тросів на міцність плоского тягового органу. Recueil des exposes des participants de VI Conference internationale scientifigue et methodigeue du 11-18 jctobre 2012 sur l’le de Djerba (Tunise) Donetsk, 88–91.
14. Kolosov,L.V., & Belmas,I.V. (1990).Issledovanie mekhanicheskikh kharakteristik metallotrosov. Izvestiyavuzov. Gornii zhurnal, 9, 81–83.
15. Kolosov, L.V., & Belmas, I.V. (1990). Issledovanie prochnostnikh kharakteristik obraztsov povrezhdennikh rezinotrosovikh lent. Izvestiya vuzov. Gornii zhurnal, 8, 81–84.
16. Kolosov, L.V., & Belmas, I.V. (1991). Eksperimentalnie issledovaniya agregatnoi prochnosti RTL. Izvestiya vuzov. Gornii zhurnal, 1, 85–87.
17. Ropai, V.A. (2016). Shakhtnie uravnoveshivayushchie kanati: monografiya. Natsionalnii gornii universitet.
18. Бельмас, І.В., Колосов, Д.Л., Білоус, О.І., & Бобильова, І.Т. (2019). Дослідження напруженого стану гнучкого тягового органу з кінематичним зв’язком. Збірник наукових праць VIII Міжнародної науково-технічної конференції «Прогресивні технології в машинобудуванні РТМЕ 2019» 4-8 лютого 2019р. Івано-Франківськ – Яремче, 72–73.
19. Kolosov, L.V., & Belmas, I.V. (1990). Analiz skhem stikovikh soedinenii rezinotrosovikh lent. Izvestiya vuzov. Gornii zhurnal, 2, 83–85.
20. Levchenya, Zh.B. (2004). Povyshenie nadezhnosti stykovykh soedineniy konveyernykh lent na gornodobyvayushchikh predpriyatiyakh: Na primere RUP "PO "Belaruskaliy" Ph.D. MGOU.
21. Танцура, Г.І. (2010). Гнучкі тягові органи. Стикові з’єднання конвеєрних стрічок. Монографія. ДДТУ.
22. Kolosov, L.V., & Belmas, I.V. (1991). Napryazheno-deformirovannoe sostoyanie rezino-trosovoi lenti s iskrivlennimi trosami. Izvestiya Vuzov. Gornii zhurnal, 7, 65–69.
23. Kolosov, L.V., Belmas, I.V., & Kiba, V.Ya. (1991). Vliyanie iskrivlenii trosov rezinotrosovoi lenti na yee prochnost. Gornaya elektromenika i avtomatika, 59.
24. Ropai, V., & Belmas, I. (1990). Issledovanie napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya rezinotrosovoi lenti transporternogo konveiera. Zeszyty naukowe Polltechnlkl Slaskiej. Seria: Gornlctwo, 182, 113–118.
25. Бельмас, І.В., & Колосов, Л.Д. (2008). Розподіл зусиль в причепному пристрої плоского тягового органу. Математичне моделювання. Науковий журнал, 1(18), 33–35.
26. Бельмас, I.В., Сабурова, І.Т., & Конох, Ю.В. (2009).Напруження в оболонці плоского каната на виконавчому органі підйомно-транспортної машини. Підйомно-транспортна техніка. Науковий журнал, 4.
27. Бельмас, І.В, Колосов, Д.Л., Даніяров, Н.А., Танцура А.І., & Карсакова, А.Ж. (2013). Napryazhennoe sostoyanie ploskoi rezinotrosovoi lenti na barabane podemno-transportnoi mashini. Universitetyenbekterі. Trudi universiteta, 3, 75–77.
28. Belmas, I.V., Kolosov, D.L., & Kolosov, O.L. (2014). Issledovanie napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya rezinotrosovogo kanata na uchastke perekhoda k trubchatoi forme. Vestnik PNIPU.Geologiya. Neftegazovoe i gornoe delo, 12, 48–55
29. Belmas,I., Kolosov,D., Dolgov,O., & Tantsura,G. (2017). The stress-strain state of the flat rope of hoisting engine with considering their technical state. Innovations in science and education: challenges of our tame. Collection jf scientific papers. 191–196.
30. Бельмас, І.В., Колосов, Д.Л., & Білоус, О.І. (2018). Взаємодія гумотросового каната з приводним барабаном. Збірник наукових праць Дніпровського державного технічного університету (технічні науки), Тематичний випуск. Машини і пластична деформація металу, 168–173.
31. Бельмас, І.В., Білоус, О.І., & Конох, Ю.М. (2010). Деформування ступінчатого каната на шківі підйомної машини. Metallurgicheskaya i gornorudnaya promishlennost, 3, 109–112.
32. Бельмас, І.В., Колосов, Д.Л., & Бобильова, І.Т. (2009). Врахування дотичних напружень при автоматизованому конструювання ступінчастого каната. Stalnie kanati. Sbornik nauchnikh trudov, 7, 147–152.
33. Belmas, I.V., Blokhin, S.E., & Kolosov, D.L. (2010). Napryazhenno-deformirovannoe sostoyanie tyagovogo organa stupenchatoi konstruktsii v bobinnoi namotke. Stalnie kanati. Sbornik nauchnikh statei, 71–78.
