№84-19
Напружено-деформований стан відновленого гумотросового тягового органа зі змінними механічними властивостями гуми та розривом троса
Д.Л. Колосов1, https://orcid.org/0000-0003-0585-5908
П.В. Черниш1 https://orcid.org/0009-0003-0621-7091
1Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2026, 84:241–254
Full text (PDF)
https://doi.org/10.33271/crpnmu/84.241
АНОТАЦІЯ
Мета. Встановлення напружено-деформованого стану відновленого гумотросового тягового органа (каната, стрічки) за дискретної зміни модуля зсуву матеріалу (гуми), що з’єднує елементи армування (троси).
Методика дослідження полягає в аналітичному розв’язанні моделі гумотросового тягового органа з урахуванням розриву суцільності троса та зміни механічних властивостей гумової оболонки.
Результати дослідження. Розроблена та аналітичним шляхом розв’язана математична модель гумотросового тягового органа з порушеною структурою з урахуванням дискретно зміненої по його довжині жорсткості гуми на зсув та розривом суцільності елемента армування. Встановлено, що закономірності розподілу сил, переміщень, кутів зсуву гуми у випадках прийняття лінійного закону деформування гуми та у випадку прийняття припущення про відмінне значення модуля зсуву на незначній частині каната, якісно збігаються. Кількісно відрізняються максимальні кути зсуву. В розглянутому випадку у разі припущення, що механічні властивості гуми незмінні на відрізку заданої довжини, який включає переріз лише навколо троса з розривом, тангенси кутів зсуву, визначені з урахуванням локального зменшення модуля зсуву гуми вчетверо, зростають до 15% відносно таких параметрів, визначених за умови лінійного деформування гуми.
Наукова новизна. Встановлено вплив дискретної зміни модуля зсуву гуми на напружено-деформований стан гумотросового тягового органа з розривом суцільності елемента армування. Уточнено механізм зміни напруженого стану гумотросового каната внаслідок нелінійного закону деформування міжтросових еластичних прошарків.
Практичне значення. Сформульовано алгоритм визначення напруженого стану гумотросового тягового органа з порушеною структурою з урахуванням відомого закону зміни механічних властивостей гуми в процесі його використання. Врахування нелінійності деформування гумової оболонки надає можливість прогнозування напруженого стану гумотросового тягового органа з розірваним елементом армування для підвищення безпеки та надійності його використання.
Ключові слова: підйомно-транспортна машина, гумотросовий тяговий орган, відновлений канат, гумова оболонка, механічні властивості, експлуатаційні зміни, розрив суцільності, шарувата композитна конструкція, математична модель, напружено-деформований стан, аналітичне розв’язання.
Перелік посилань
1. Колосов, Л.В., & Бельмас, І.В. (1981). Застосування електричних моделей для дослідження композитних матеріалів. Механіка композитних матеріалів, (1), 115-119.
2. Дарія-Заде, С. (2013). Чисельна методика визначення ефективних характеристик односпрямовано армованих композитів. Вісник Національного технічного університету «ХПІ», (58), 71–77.
3. Бельмас, І.В. (1993). Напружений стан гумотросової стрічки при довільному пошкодженні тросів. Проблеми міцності та надійності машин, (6), 45–48
4. Колосов, Л.В., & Бельмас, І.В. (1990). Дослідження міцнісних характеристик зразків пошкоджених гумотросових стрічок. Вісті вищих навчальних закладів. Гірничий журнал, (8), 81–84.
5. 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 if scientific papers. London: IASHE, 191–196.
6. Бельмас, І.В., Колосов, Д.Л., & Бобильова, И.Т.(2009). Врахування дотичних напружень при автоматизованому конструюванні ступінчастого канату. Сталеві канати. Збірник наукових праць, (7), 147–152.
7. Колосов, Л.В., & Бельмас, І.В. (1990). Аналіз схем стикових з’єднань гумотросових стрічок. Вісті вищих навчальних закладів. Гірничий журнал, (2), 83–85.
8. Танцура Г.І. (2010). Гнучкі тягові органи. Стикові з’єднання конвеєрних стрічок. Дніпродзержинськ: ДДТУ.
9. Baldwin, J., Bauer, D., & Ellwood, K. (2007). Rubber aging in tires. Part 1: field results. Polymer Degradation and Stability, (1), 103–109.
10. Bauer, D., Baldwin, J., & Ellwood, K. (2007). Rubber aging in tires. Part 2: accelerated oven aging tests. Polymer Degradation and Stability, (1), 110–117.
11. Ларін, О.О. (2015). Експериментальні дослідження параметрів пружності та статичної міцності гумової суміші, що входить до складу елементів пневматичних шин після її штучного старіння. ВісникЖДТУ, 3(74),21–27.
дата першого надходження статті до видання – 13.01.2026
дата прийняття до друку статті після рецензування – 26.02.2026
дата публікації (оприлюднення) – 31.03.2026