№77-17
Розрив суцільності волокна ортотропної ванти прямокутного перерізу
Д.Л. Колосов1, О.І. Білоус2, Г.І. Танцура2, С.В. Онищенко1, А.О. Шустова1, К.В. Антонова1
1 Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
2 Дніпровський державний технічний університет, Кам’янське, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2024, 77:184–193
Full text (PDF)
https://doi.org/10.33271/crpnmu/77.184
АНОТАЦІЯ
Мета. Побудова алгоритму визначення напружено-деформованого станубагатошарового вантового каната прямокутного перерізу з ушкодженим армувальним волокном.
Методика. Аналітичний розв’язок моделі взаємодії паралельних волокон з’єднаних еластичним матеріаломканата прямокутного перерізу у випадку розриву неперервності елемента армування методами механіки шаруватих композитних матеріалів з м’якими та жорсткими шарами.
Результати. Побудовано аналітичний алгоритм визначення напружено-деформованого стану композитного вантового каната прямокутного перерізу з ушкодженим волокном армування. Розроблено аналітичний в замкненій формі метод визначення напружено-деформованого стану ванти з комплексним урахуванням конструкції, механічних властивостей складових, схеми розташування волокон армування в перерізі, за наявності ушкодженого волокна. Встановлено, що нерівномірність навантажень волокон практично не залежить від співвідношення кількості волокон та шарів у ванті та загальної їх кількості та співвідношення кроків укладання волокон в шарах та кроку шарів у разі ушкодження волокна в перерізі ванти.
Наукова новизна. Встановлено, що нерівномірність навантажень волокон не залежить відспіввідношення кількості волокон та шаріву ванті.
Практична значущість. Розроблений алгоритм дозволяє визначати частку втрати тягової спроможності каната прямокутного перерізувнаслідок розриву елемента армування. Відома величина втраченої міцності дозволяє встановити прийнятні умови використання каната прямокутного перерізу.
Надання ванті форми з меншим опором повітряному тиску доцільно здійснювати зменшенням кількості шарів у порівнянні з кількістю волокон у шарах. Ушкодження кутового елемента армування ванти більш небезпечне, воно призводить до зростання майже на 30 % навантаження найбільш навантаженого волокна, тоді як вказаний параметр є меншим за 20 % у разі розриву центрального волокна.
Ключові слова: багатошаровий вантовий канат, напружено-деформований стан, розрив троса, переріз приєднання до споруди, ортотропна ванта, прямокутний переріз.
Перелік посилань
1. Ропай, В.А. (2016). Шахтні врівноважувальні канати: монографія. Національний гірничий університет.
2. Volokhovskii, V.Yu., Radin, V.P., & Rudyak, M.B. (2010). Kontsentratsiya usilii v trosakh i nesushchaya sposobnost rezinotrosovikh konveiernikh lent s povrezhdeniyami. Vestnik MEI, 5, 5–12
3. Belmas,I., Kolosov,D.(2011).The stress-strain state of the stepped rubber-rope cable in bobbin of winding. Technical and Geoinformational Systems in Mining. Taylor & Francis Group, London, UK. 211–214
4. Бондар, Н.В. (2019). Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук зі спеціальності 05.07.02–Проектування, виробництво та випробування літальних апаратів. Національний авіаційний університет МОН України.
5. Kwak, S.-B., & Choi, N.-S. (2009). Micro-damage formation of a rubber hose assembly for automotive hydraulic brakes under a durability test. Engineering Failure Analysis, 16(4), 1262–1269. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2008.08.009
6. Cho, J. R., Yoon, Y. H., Seo, C. W., & Kim, Y. G. (2015). Fatigue life assessment of fabric braided composite rubber hose in complicated large deformation cyclic motion. Finite Elements in Analysis and Design, 100, 65–76. https://doi.org/10.1016/j.finel.2015.03.002
7. Belmas l., Kolosov D., Kolosov О., Onyshchenko S.(2018). Stress-strain state of а conveyor belt with cables of different rigidity and their breakages. Fundamental and applied researches in practice of leading scientific schools, 26(2).231–239.
8. Бельмас, І., Білоус, О., Танцура, Г., Сай, О., & Гупало, Ю. (2022). Вплив пориву троса на напружений стан гумотросового вантового канату.Комп’ютерно-інтегровані технології: освіта, наука, виробництво, (48), 42–52.https://doi.org/10.36910/6775-2524-0560-2022-48-07
9. Танцура,Г.І.(2010).Гнучкі тягові органи. Стикові з’єднання конвеєрних стрічок. ДДТУ.
10. Бельмас, І.В., Колосов, Д.Л., Онищенко, С.В., Білоус, О.І., Танцура, Г.І., & Черниш, П.В. (2022). Напружено-деформований стан композитного каната з урахуванням впливу нелінійності його деформування та розриву елементу армування. Збірник наукових праць Національного гірничого університету, 70, 99–106.https://doi.org/10.33271/crpnmu/70.099
