Напружено-деформований стан відновленого гумотросового тягового органа зі змінними механічними властивостями гуми та розривом троса

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.