№77-18
Алгоритм визначення напружень у ванті з дефектом виготовлення
І.В. Бельмас1, Д.Л. Колосов2, О.І. Білоус1, Г.І. Танцура1, С.В. Онищенко2, А.О. Шустова2, О.М. Краснокутський2
1 Дніпровський державний технічний університет, Кам’янське, Україна
2 Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2024, 77:194–206
Full text (PDF)
https://doi.org/10.33271/crpnmu/77.194
АНОТАЦІЯ
Мета. Встановлення впливу наявності поздовжньої ділянки, на якій на обмеженій довжині відсутнє склеювання шарів композитної ортотропної ванти, на її напружено-деформований стан.
Методика дослідження. Розробка методу розрахунку впливу наявності поздовджньої ділянки відсутності склеювання шарів композитної ортотропної ванти, яка має обмежену довжину, на її напружено-деформований стан шляхом побудови і аналітичного розв’язання моделі напружено-деформованого стану композитного тягового органа з урахуванням умов взаємодії ванти з капітальною спорудою методами механіки шаруватих композитних матеріалів з м’якими та жорсткими шарами.
Результати дослідження. Отримано в замкненому вигляді аналітичні залежності, що дозволяють визначати напружено-деформований стан композитної багатошарової ванти з частковим локальним від’єднанням окремого шару з урахуванням розриву одного елемента армування.
Встановлено алгоритм визначення напружено-деформованого стану композитної багатошарової ванти з частковим від’єднанням окремого шару з урахуванням розриву одного елемента армування.
Встановлено характери залежності коефіцієнтів нерівномірності розподілу навантаження елементів армування ванти, переміщення та тангенсів кутів зсуву від номера ушкодженого троса за наявності часткового локального від’єднання окремого шару ванти.
Наукова новизна. Встановлено характер впливу наявності поздовжньої ділянки, на якій на обмеженій довжині відсутнє склеювання шарів композитної ортотропної ванти, на її напружено-деформований стан. Розроблено метод розрахунку впливу наявності ділянки відклеювання шарів ванти на її напружено-деформований стан.
Практичне значення. В процесі виготовлення ванти можливі локальні непроклеювання шарів. Розроблений алгоритм дозволяє визначати напружено-деформований стан композитної ванти з локальним відшаруванням. Відомі значення відшарування дозволяють приймати обґрунтовані технічні рішення стосовно умов безпечного, тимчасового використання композитного вантового каната на вантовій споруді.
Ключові слова: композитна ванта, напружено-деформований стан, математична модель, дефект виготовлення, ділянка непроклеювання, розрив троса, коефіцієнт нерівномірності навантажень, переміщення тросів, кут зсуву гуми.
Перелік посилань
1. Georgakis, C.T., & Gimsing, N.J. (2013). Cable supported bridges. Chichester, West Sussex. Wiley, 93–118.
2. Nguyen, Trong Nghia and Vanja, Samec (2016). Cable-Stay Bridges – Investigation of Cable Rupture.Journal of Civil Engineering and Architecture, 10, 270–279 https://doi.org/10.17265/1934-7359/2016.05.006
3. Soto, N., Cid, C., Baldomir, A., & Hernández, S. (2023). Fail-safe optimum cable system under cable breakage in cable-stayed bridges. Application to the Queensferry Crossing Bridge. Engineering Structures, 279, 115557. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2022.115557
4. Zhou, Y., & Chen, S. (2014). Time-Progressive Dynamic Assessment of Abrupt Cable-Breakage Events on Cable-Stayed Bridges. Journal of Bridge Engineering,19,159–171. https://doi.org/10.1061/(ASCE)BE.1943-5592.0000517
5. Hoang, V., Kiyomiya, O., & An, T. (2018). Experimental and Numerical Study of Lateral Cable Rupture in Cable-Stayed Bridges: Case Study. Journal of Bridge Engineering, 23. https://doi.org/10.1061/(ASCE)BE.1943-5592.0001227
6. Hoang, V., Kiyomiya, O., & An, T. (2015). Experimental Study on Impact Force Factor during Sudden Cable Loss in Cable-Stayed Bridges. IABSE Workshop, Helsinki 2015: Safety, Robustness and Condition Assessment of Structures, (5), 252–259. https://doi.org/10.2749/222137815815622889
7. Mozos, C. M. & Aparicio, A. C. (2011). Numerical and experimental study on the interaction cable structure during the failure of a stay in a cable stayed bridge. Engineering Structures. 33 (8), 2330–2341.https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2011.04.006
8. 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, SGEM., 987–994. https://doi.org/10.5593/sgem2017/13/s03.125
9. 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. Journal of the International Measurement Confederation, 112, 47–52. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2017.08.016
10. Bajda, M., & Hardygóra, M. (2018). The influence of natural ageing processes on the strength parameters of steel cord conveyor belts. International Journal of Mining, Reclamation and Environment, 32(6), 430–439. https://doi.org/10.1080/17480930.2018.1436030
11. Li, X., Long, X., Jiang, H., & Long, H. (2018). Influence of different cord pitch on the pullout force of steel cord conveyor belt splice. Journal of Adhesion Science and Technology, 32(20), 2268–2281. https://doi.org/10.1080/01694243.2018.1472869
12. Long, X., Li, X., & Long, H. (2018). Analysis of influence of multiple steel cords on splice strength. Journal of Adhesion Science and Technology, 32(24), 2753–2763. https://doi.org/10.1080/01694243.2018.1505806
13. Yao, Y., & Zhang, B. (2020). Influence of the elastic modulus of a conveyor belt on the power allocation of multi-drive conveyors. PLOS ONE, 15(7), e0235768. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0235768
14. Romek, D., Ulbrich, D., Selech, J., Kowalczyk, J., & Wlad, R. (2021). Assessment of Padding Elements Wear of Belt Conveyors Working in Combination of Rubber–Quartz–Metal Condition. Materials, 14(15), 4323. https://doi.org/10.3390/ma14154323
15. Zabolotnyi, K. S., Panchenko, O. V., Zhupiiev, O. L., & Polushyna, M. V. (2018). Influence of parameters of a rubber-rope cable on the torsional stiffness of the body of the winding. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 5, 54–63. https://doi.org/10.29202/nvngu/2018-5/11
16. Haddad, J. S., Denyshchenko, O., Kolosov, D., Bartashevskyi, S., Rastsvietaiev, V., Cherniaiev, O. (2021). Reducing Wear of the Mine Ropeways Components Basing Upon the Studies of Their Contact Interaction. Archives of Mining Sciences, 66(4), 579–594. https://doi.org/10.24425/ams.2021.139598
17. Belmas, I., Kolosov, D., Onyshchenko, S., Bilous, O., & Tantsura, H.(2023). Influence of Nonlinear Shear Modulus Change of Elastomeric Shell of a Composite Tractive Element with a Damaged Structure on its Stress State. Inżynieria Mineralna – Journal of the Polish Mineral Engineering Society, 1(51), 155–162, http://doi.org/10.29227/IM-2023-01-18.
