Исследование циклического износа элементов кабельных конструкций тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.06 ВАК РФ

РГВ Ой

л- мл"'

\ и ..;.,,! <••

Министерство науки, шоиеН сколи п технической политики Р Ф

Томский по.штегшггескнГс университет

На правах рукописи

Исмаилов Гафзрхан Маиансулович

ИССЛЕДОВАНИЕ ЦИКЛИЧЕСКОГО ИЗНОСА ЭЛЕМЕНТОВ КАБЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Специальность 01.02.06 - динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры

Работа выполнена в Томском политехническом университете

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор .Мусалимов В.М.

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессо;

Беляев А.Е.

^ _ - кандидат технических наук, доцент

Дероберти С.С.

Ведущая организация - Институт физики прочности ir

материаловедения СО РАН (г,Томск)

Защита состоится 19 мая 1993 г. в 1500час. на заседании специализированного совета К 063.ВО.04 при- Томском политехническом университете по адресу: 634004, г.Томск, пр. Ленина, 30, ГПУ.

Ваши отзывы в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью просьба высылать по указанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке W по адресу: ,г.Томск, ул. Белинского, 53а.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

гуалънооть теш.

Повышение уровня эксплуатационных.свойств новых машин, агре-гов и автоматических устройств ставит перед кабельной промышлен-зтью технические проблемы, сзязанные с разработкой и изготовле-вм специальных кабелей. К таким относятся кабели повышенной гиб-зти.

Повышение надежности к долговечности гибких кабелей обеспечи-зт рост производительности и увеличение срока службы исполнитель-х механизмов, а такке является важнейшим резервом экономии меди, эляционных и защитных материалов.

Необходимость создания и соверненствованкя гибких кабелей, выяение их качества я работоспособности в условиях циклических формаций требует разработки научной основы для определения пул повышения сроков службы, разработки методов ускоренной оценки оптимального проектирования конструкции кабели.

Для решения этих'задач требуется глубокие исследования по метке кабелей, рассматриваемых как сложные механические многоэле-нтныо конструкции, что позволит разработать научные основы их эектирования и оценки эксплуатационных свойств.

Диссертационная работа связана с планами научно-исследователь-их' работ и ОКР НПО Союзглавкабель (КШ85019-373, К ОГ 01870496, К 01187003-373), направлены на выполнение отраслевой.програм-повыиения-надекности кабельных изделий на период до 1995"года рогракма "Надежность ЭТД"' угверадена ЮТП 26.01.86) и целевой мнлексной научно-технической' программы с.ц 031 (подпрограмма 021 Ц, этап 02.03.133)..

Целью работы- является исследование механических процессов о етом сил трения,, происходящих в кабеле при циклических деформа-ях, разработка методов расчета, устройств дли этих целей и ана-з работоспособности кабеля на стадии проектирования.

?,-!стоды исследований. При выполнении диссертационной работы пользованы основы теории трения, механики деформируемого тела, ханкки разрушения, математической статистики, методы механичес-:х испытаний и измерений. Для обработки экспериментальных данных пользовался персональный компьютер 1ВМ с-пакетом программ

Экспериментальные исследования проводились в Томском политех-

иическом университете, Томском научно-исследовательском кабельном институте, Томском инканерйо-строительном институте на новом и оригинальном устройстве, разработанном и изготовленном в ТИСИ.

Достоверность научных положений обеспечивалась необходимым объемом экспериментальных исследований, применением современной электронной аппаратуры и подтверждена результатами теоретических и экспериментальных исследований.

Научная новизна работы.

1. Кабель рассматривается как 'сложная механическая система. Для гибкого, кабеля выбрана модель упруго-фрикционного составного стержня с элементами, взаимодействующими через силы трения и сцепления по поверхностям контакта.

2. Впервые сделан анализ полученных аналитическим путем формул абсолютных и относительных сдвигов с учетом сил трения и применения этих формул при конструировании и испытании гибких кабелей.

3. Проанализированы и изучены механизмы разрушения гибких кабелей. Это позволило решать вопрос об оптимальном конструировании кабеля с учетом конкретных условий эксплуатации, разработать специальные методы испытаний в исследований гибких кабелей в лабораторных условиях, при производстве и эксплуатации.

_ 4. Разработано и защищено авторским свидетельством устройство для ускоренной реализации механизма разрушения - циклического износа (трения), позволяющее проводить испытания на трение элементов гибких кабелей и определять механические характеристики.

5. Впервые получена качественная Картина процесса трения,происходящего между элементами гибкого кабеля и сделан анализ диаграмм трения.

6. Разработана методика проведения испытаний на трение я определения режимов испытаний.

V, Впервые разработана методика определения трибологических характеристик элементов конструкции:- силы трения, коэффициента трения покоя и скольжения и работы силы трения элементов конструкции.

8. Впервые разработана методика определения упругих характе-

. ристмс при циклическом нагружении: силы упругости, работы силы упругости и модуля сдвига элементов конструкции кабеля.

9. Впервые получены количественные значения хпрактеристик, Как трибологических, так и упругих. Получены зависимости: силы тре-

:ш от нагрузки, коэффициента трения (покоя и сколькения) от наг-|уз;сп и скорости.

10. Разработана методика определения работоспособности ка-елей при циклическом износе (трении) с использованием диаграмм рения, определена работоспособность конструкция гибких кабелей арки КПГВ.

Практическая ценность работы представлена:

1. Формулировкой теоретически обоснованных требований к ме-одаи экспериментального исследования работоспособности гибких абелей, требований к непитательным машинам.

2. Разработкой и внедрением промышленного универсального сгройства для ускоренной реализации механизма разрушения - цинического износа (трения) кабелей.

3. Методикой эксперимента по определению работоспособности ибких кабеле¡1 при циклическом износе и обоснованными мероприятием по пов1шсл:ю надежности гибких кабелей.

Реализация результатов в промышленности»

Методика оценки работоспособности гибких кабелей при цикли-еском износе била использована в ТомШН при разработке, усовер-енствовании и проектировании конструкций. В данное врегия кабели арки КПГВ - на стадии серийного выпуска.

■ Внедрено устройство для испытания материалов на трение, ко-орое позволило определять механические'-характеристики отдельных яементов конструкции кабелей* и оценивать, работоспособность ка-елей на стадии проектирования, прогнозировать сроки слукбц ка-злеи.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доло-зны на первой межотраслевой научно-технической конференции "По-пмернпе материалы и изготовление изделий из них" (Москва, ВК1ЛМ, 391), на научно-техническом совете Томского научно-ксследова-зльского кабельного института (Томск, 1990), на научных семина-ах кафедр кехатрониот (Санкт-Петерберг, 1991, 1992) К ТмО, тео-зтической механики ТИСп (1991), сопротивления материалов Т Ц У .

, Института физики прочности и материаловедения СО РАН 1^93).

Луйяшгящти. По теме диооертоции опубликовано 5 печатных работ, в том числе авторское свидетельство т изобретение.

Сютктара м объем тпботн. Диооертанш состоит из введения, пяти глав, заключения и прилодаиий, мэлокетшх на 179 страницах машнопионого текста, шдшая ЗД рисунок на 25 страницах,-Ж тоб-. лиц, список литературы из' 1СО наименований отечественных л зару- ^ бежнцх источников и приложений на 31 отр.• ,

На защиту вынооятся: >

1. Результаты экспериментальных исследований упруго-фрикци-огашх взаиыодейотаий элементов конструкция кабеля, - .

2. Анализ механизмов разрушения рвшлои деформирования и многокритериальная оценка рботоопоообнооти гибких кабелей.

3. Ускоренный штод определения работоспособности гибких ка- -белей о учагоы сил трения и методика попитакий.

4., Новое иопытательпое устройство яда определения механических характеристик элементов конструкции и работоспособности гибких кебелеМ на стадии проектирования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность теш диссертации, сформулировала цель работы, новизна и практическая ценность работы, кратко изложено содержание и основные результаты исследований по главам. '

В первой главе проведен обзор литературы, проанализировано состояние и развита теоретических и экспериментальных представлений и методов исследования в области гибких кэб-елей, определен предмет и поставлена цель и-задача исследований..

До недавнего времени задача, о надежности и долговечности кабелей решалась простим путем. Гибкий кабель рассматривался как простая нить: расчеты велись только на растяжение и сжатие. Здесь' критерием служило разрывное усилие и не учитывались действующие нагрузки и режимы эксплуатации. В действительности гибкий кабель является сложной системой. В результате неучета этого ((актора срок службы гибких кабелей бил в несколько раз меньше теоретических.

В настоящее время методы определения механических свойств. как кабеля е целом, так и отдельных элементов обусловлены характером механических воздействий на каоель в процессе-его, эксплуд-_

тации, Аналптичаскоа определите мзхашпоегах характеристик япля-йтся сйожиой па да чей, связанной п учетом особенностей контакта элементов кабеля друг с другом. В этой овязи большая роль отво -двтея экспериментальному определенна махштаогаяс херяктарястнк.

Интерес приставляв» в- пвркув очэредь мзханичоокнз харзктэ -ряотики кабеля как конструктивного элемента, ясяользусша как для расчетов конструкций, так и для созлатая развития теория оос-- тавних стержней с элементами, взанмодойотчзпшшш между собой за счет сил трения. Для этих долей создано много ясшадтЕшных устройств, с помощью которых опрадшгзш .таогло мэхашпеокио характеристики кабельных конструкций, Однако этих харэктарютяк нэдоота-• точно для прогнозирования надежпоотп н долговечности глбках кабелей. С другой стороны, недостаточно ягзущао поведение кабодай- в дивавике.

Ваяним и опродэлявдга- о тота! зрмш разрушения является наличие сломшх процессов взаимодействия элементов но павврхзюотя контакта в результата их взаимных относительных ойЕгта.

Поставлены задачи: ■ -выяснения закономерностей распрадайошм m еэгязавдехям a®s-такта сдвигов элементов, связи параметров яезгаружвш a î*3SSîî3 деформарования при определяющей дал гибких кэб-елей а

изгиба?

- разработки теоретических представлений о йзхайхгкзг gaagy-. Ш0НИЯГ * . .

- разработки при nimœra лыко ( полого устройства акя механизма разрушения - циклического изнооа (трзния);

'- изучения ишзники процесса относиташ-юго одвига элементов кабеля;

- разработки позих научно обосноваших шягояов по определению механических характеристик зле кантон конструкций;

- разработки методики определения работоспособности гибких кабелей е учетом сил трзшш на стадии проектирования. ,

Во второй главе проведен анализ фориулм .для относительных сдвигов элемактов конструкции кабеля, оаяэывавдэй параметра его конструкции с параметрам! деформации изгиба

•где ;Н,- шаг скрутки;

2 - радчус повива токопроводящих жил;

R - .радиус рожка, вокруг которого осуществляется изгиб кабеля;

сС - угол скрутки, дополнительный к обычно используемоцу в геометрии кабеля;

- расстояние от начала зоны деформации до сечения кабеля; $ - центральный угол-рассматриваемого элемента.

Анализ (формулы (I) позволяет получить соотношение £/К , соблюдение которого обеспечивает сдвиги элементов, равные нулю.

Из равенства

следует, что при £ ¡Ъ. = I, 2, 3... сдвига спиральных элзмзн -тов равны нулю, а при = 1/2, 3/2.. спиральные элементы,

удовлетворяющие условию

SLn^ycOStK+^fj^i, (3)

испытывают максимальные сдвиги.

Применяя формулу сдвигов, мокно определить сдвиги двух элементов в ловиве и относительный сдвиг двух элементов, принадлежащих соседним повивам.

Анализ полученных формул дал полную картину поведения элементов, вскрыл ее специфику и позволил аналитически описать законы распределения сдвигов по поверхностям контакта любого элемента в любом сечении кабеля.

Опит исследований образцов кгбелей после отказа и заданной наработки позволяет свести разрушение конструктивных элементов в результате циклического нагрунения к следующим основным видам деформирования: циклический изгиб токопроводащей килы (I), оболочки; циклический продольный изгиб TIE (П); циклический изгиб" .проволок ТПд (Ш); цикличесюн износ слоев иголящж (17).

Дня выделения основных видов установлены внешние и внутренние условия г,:; совместной и раздельной реализации, характер и особенность развития, связь с типом отказа, параметры механизмов разрушения, выраяенные через параметры конструкции и деформации, уровень и состав которых определяет скорость движения к отказам.

Имеющие мзсто в условиях эксплуатации и эксперимента меха-шзш разрушения могут быть вызьаш:

• циклическим изгибом ГШ с наложением циклической продольной !илы как суммарного влияния сил трения по поверхностям контакта У);

- циклическим продольным изгибом при значительном влиянии' цикли-¡еского поперечного изгиба (У1),

В реальных условиях механизмы I, И, Ш, 1У л сочетания У, 1 не исчерпывают всех возможных, накладываются друг на друга : различной степенью отягощения и взаимовлияния с возыояяостью герахода друг в друга, что приводит к изменению скорости дви?.е-шя я отказам. Единственный путь идентификации связи механизмов газрушенля с типами отказа на данном этапа является эксперимент :о независимой их реализации, что требует создания новых мето -;ов и устройств.

Третья глава посвящена методике и устройству для трибологи-:еских испытаний элементов кабельной конструкции.

При изгибе кабеля конструктивные элементы друг относительно руга претерпевают сдвиги, которые ответственны также и за ыз т аниз.'л разрушения циклического износа. Проблемы изучения поведе-ия кабеля как сложной механической конструкции под воздействием или трэнля привели к необходимости создания экспериментального стройства для трпбологаческих испытаний кабельной конструкции, а устройство получено положительное решение. На рис. I показан бщий вид устройства. Главное•отлично этого устройства от других уществувцшх, что он снабжен держателям! для располокения элемен-ов конструкции и имеет два датчика: усилий и перемещений. На том устройстве моделируется п реализуется механизм разрушения дкличиского износа.

Устройство работает следующим образом: от двигателя 24 че~ ез патун 19 я регулируемый рычаг 18 движение передается к ползу-у 3. На ползуне 3 установлен держатель 4 образца 5, который вижется циклически возвратно-поступательно. Держатель V контрбразда 6 СЕязан с упругой балкой Ю через стержень 9. Держатель^ аналогично связан с упругой балкой И. На упругих балках 10, I расположены тэнзодатчики 12, 13. При испытании-образцы уло -ены друг на друга параллельно, как показано на рис. I, 2. Уст-ойство дало возможность исследовать на работоспособность лю -ой элемент кабельной конструкции. При исследовании учитывались собенносгн расположения площадок контакта элементов и

.1. Устройство для испытания материалов на трение

выбиралось наиболее устойчивое расположение элементов.

Использование двух датчиков одновременно позволило полутать летлю гистерезиса. Впервые для проведения эксперимента моделировались условия, ишгирующиа эксплуатационные условия. При выборе режимов использована геометрическая теория сдвигов, ко -торая определяет сдвиги элементов яри деформациях изгпба. Максимальные перемещения определялись ло формуле

Скорости движения образцов определялись из числа циклов/, изп'ба и максимального пэреиэцения образцов в эксплуатационных условиях.

Vmax ~ 2 -йщак'^ , (5)

где V/7H\- максимэлытая скорость перемещения образцов, м/с;

9 - число циклов изгиба, I/o.

Нагрукеяио прокзкощиюсь усгяаовкой грузов на нагрузочную площадку, которая имеется у держателя образца 7 (рис.1), Нор -мальн^я нагрузка определялась из условия равновесия проекций сил на вертикальную ось. Для ра«. 2 справедливо -

JL /X

Л/=-w >

(6)

гдр Ь - сила нагру кония;

Ж- нормальная -эгрузка, 'возникающая По площадкам. . На этом устройстве характер взаимодействий контактирующих поверхностей определился при нескольких нагрузках, чтобы сделать оценку сил трения в более широком диапазоне. Давление на >шш в реальной конструкции определяется сотлающими усилиями оболочки, которые целиком зависят от технологических факторов.

В результате испытания получены диаграммы трения (рис.3). На диаграммах дано выделить три участка:

1 участок - характеризуется возрастанием усилий мезду элементами до максимума (упругая деформация слоев изоляции), т.о. до сшш трения пскоя.

2 участок - характеризуется резким (скачкообразным) уменьшением усилии трегаш ме-щу образцам (зуб трения).

3-участок скольжения при постоянном усилии трения. На этом участке возгозаш затухающее калебтгая.

■12 3 1/

Рио.2. Расположение элементов: /20° I, 4- держатель образцов: 2-3 - образца

Эти диаграммы ножно разделить на три типа, I тип - это когда имеется полный процесс трения, т.е. имеются все три участка.

П тип - когда сила трэкпя доотигает максимума и происходит срыв (уменьшение силы-трения), но но происходит скольженпэ, т.е. имеются два участка.

Ш тип - когда'амплитуда уоиляй между олэментащ; равна или меньше силы трения покоя.

С использованием тарировочяых кривых для датчиков усилий и перемещений производилась обработка диаграмм, Масштабы силы -и перемещений определялись следуюцим образом. Масштаб силы равен

~ ~ > (7)

где А - амплитудное значение силн на диаграмме, ил; Р/яал- сила, соответствующая амплитудному значению А, Н. . Она определяется из гарироночной кривой исходя из показаний инднка -торов, т.е. действительной деформации упругой балки. Масштаб перемещений равен

у/ —А-

18)

где ^Чд - масштаб перемещений, мм/мы;

Л - показания индикатора (перемещение, которое задается), ш-,

- перемещение ро горизонтали на диаграмма трэкия, мм. По разработанной • методике определяются трибологнчоскис характеристики (коэффициенты трения).А.ишштудшо значения определяются по диаграмме в соответствии с силами трения покоя и скольжения

Ргрпок — <4/ '</■¿('1

г/к лох — л, у*/* 2 (9)

Ягр.СК —/4г '

(Ю)

где - амплитудное значение на диаграмма, ооответствувдеэ силе трения покоя;

к^ - амплитудное значение на диаграмме, соответствующее силе

ТреЯШГ СКОЛЬЯСШШЯ.

В нашем случае (рис.2) для проекций на ось абсцисс по од -ной площадке сада трения равна половице

=; ш)

П _ Гт/>- САГ

Гг/}.с/<=-- /

2.

(12)

Коэффициенты трения определяются так:

Тг^вх" ) (13)

/ - .

Т7р.£Х- ^ (14)

Работа сил трения определяется по формуле;

Атр ~ '^л %'tAJí•J

Г _ (15;

где АТр - работа силы трения, Н'м (Дк);

5)7 - площадь петли гистерезиса, ш? (см /Уд - масштаб перемещений, м/г.ш (м/см); ^/г - масштаб силы, Н/мм (Н/см). ' Работа сила упругости за один цикл

(к)

(17^

Здесь:

/у/р- сила упругости, Н;

Аз - амплитуда, соответствующая, силе упругости, ш;; Л - покгэакго индикатора перемещений, мм. Ислользс" анис даух датчиков обладает достоинством¡при/определении границ между трение:,, и чистым сдвигом.

Г..:<оаботана такав методика определения упругих характерис-

ГПК."

"олрть сдвига определяется яри обработке 3-го типа диаграм-

.".15 ю Ллрмуле

Г -

ь - ^ > (18)

'До 0) - '¡олуль сдвига;

^ - относительный сдвиг (угол сдвига).

Касательное напряжение

Ь ~ ' ГДв (19)

Г- А-з '/¿Р

(20)

(21)

Здесь:

Р - сила определяется из диаграммы 3-го типа;

- плотность касания элементов; а - ширина ленточной поверхности, определяемая из экспе -

ри глепта; £ - длина образца. Угол сдвига и определяется как удвоенное относительное удлинение

. (22) в окончательном виде модуль сдвига определяется по формуле

р.г _

Четзертая глава посвящена экспериментальным исследованиям и определению трибологических и упругих характеристик элементов и выявлению зависимостей.

Для исследования взаимодействий между элементами были проведет испытания кабелей марки КПГВ 5x1,5, КПГВ 5x4, ШБ 5x6, ХПГВ 4x6. Для испытаний выбраны лары трегаш жила-жила, сердеч -ник-кила этих кабелей. Величины перемещений и скоростей определялись с учетом параметров конструкции и эксплуатационных фак -торов.

В данной глава проведаны исследования"" зависимостей коэф -фициентов трения от нагрузки, скорости. Одна из зависимостей коэффициентов треняя от нагрузки, приведена в таблице I.

1аблица I.

Нормальная нагрузка . Коэффициент трения Коэффищгент тр

МН

покоя 1 ния скольненпя

1,33 2,255 , 1,429

1,73 1,978 1,300

2,31 1,753 • 1,125

2,89 . 1,693 1,110

3,47 1,693 1,110

4,05 1,681 1,025

4,62 1,480 1,025

5,2 1,461

5,8 1,403

Результаты обрабатывались методом математической статистики на персональном компьютере с' пакетом программ "$У£ТАТп. Обра -ботка данных доказывает, что для всех пар трения элементов кабеля зависимость коэффициенты трения - нагрузка хорошо описывается моделью

(24)

где (%, , - постоянные коэффициенты. -

Аналогично обрабатывались данные коэффициент трения - скорость. Полученная зависимость удовлетворительно апроксимируется линейной функций вида

где , ^ - постоянные коэффициенты;

\/ - скорость перемещения (пар) образцов. На рис. 3 .юказаны графя ки ^- Л/ и ¡С— V• По разр'-^от^.'ноп мегодяке определялись работы силы трения для пар трен;;;:. В таблице 2 приведена работа силы трения для одной пары дда птти нагрузок.

Таблица 2

п/п Нагрузка /У, В' Площадь^, мл Работа силы трешй,, А-КГ3. Ля .........

I 1,33 1240 9,300

2 1,73 1250 9,600

3 2,31 1520 ' 11,400 ■

4 2,89 1940 • ■ 14,550

5 3,47 2010 15,075

6 4,05 1930 14,475

О':; .; „ли также глодай сдвига элементов кабельной конструЖ-ц::;:. го&ггл 3 приведены некоторые результаты по определений

;.:одулл стнг:."".

Из:?!,:;.; о::сперш.1ентально-теоретич:еский способ определений коэ5фпс:зн;оз трения о применением формулы-Эйлера. Кз формулы ера п^о.-'-пм коэффициент трения

Таблица 3

Нэгпузяа А/, Касательное - Угол сдвига. Модуль сдви-Л наполнение? и га А , мПа

г-.ЬР.н/м2 ^ °

3,47 1,00 12.Ю-3 - 8,33

5 1,00 8,33

3 4,62 1,00 8,33

5,20 1,00 " 7 8,33

о 5,80 1,00 ' 8,33

о 3,36 1,00 - 8,33

? С,94 1,00 8,33

3 7,51 1,00 ' 8,33

Рис.4. Зависим^овь Коэффициента трения ч» нагрузки для пар транш лиша-ашй кабеля ШИВ 4x6

- хэ -

да ^ - кооф^атавн* транзит та?а о пшшндр; - угол охвата; й/.у - оилы гштяжегопт па конных шгга» Для кабелей применим формулу Зйдерз о некоторым кополненя-Угол охвата для элементов'вабвлай

сС г--

(27)

юли П ~ -¿у- =41, 2, 3 ... .В окончательном вида Г7

(28)

'дэ - задаваемая величина силы;

^ - определяемая велтоша силы из эксперимента;

, /7 - кратность длины к шагу..Л.'

В пятой главе предложен критерий.про,'чйосги гибких кабелей [ри циклическом изгибе, который связывает ларамэтрц силового )заимодействия конструкции. Проведен' анализ - силовых' факторов . (ействуэдих на элементы конструкция,-Рассмотрены/вопросы о вза-[модейетвии элементов конструкции' кабеля с учетом оил'трения п (ормальных нагрузок по' площадкам контактов элементов. Приведение «которые виды разрушения под воздействием силовых факторов.■

Определены .долговэчврств.йля "наболей, марки БПГС» КГ, КПГВ. 'езультаты приведены в тйбл. '4„-, "

Тангенс угла сколькення ф является переменкой величиной.. зм меньше коэффициент.^- , тем более работоспособен кабель. Установлено," что: ; '

- для изгиба Ж/2 рад- долговечности кабйля КПК! .в. 4,7 раз : лае долговечности кабеля КГ; .

- для изгиба 7Г рад долговечность кабеля КПГС в 4,3 раза пяе долговечности кабеля КГ;

- дат изгиба на стенде "Волна" долговечность кабеля КПК! в ,& раза выше долговечности КГ; ' -

« ¿да изгиба "/2 рад долговечность КПГВ в 1,2 раза вшсе долговечности кабеля КПГС, в 6 раз выше долговечности КГ.

Кз анализа следует, что более работоспособен кабель марки

КЛГВ.

Таблица 4

Марка кабеля Тип установки -Количество циклов изгиба

по критерию экспериментально

КГ 3x4+1x2,5 Изгиб 57/2 34124 50000

Изгиб 57"рад 17995 23000

Волна 632 800

КДГС 3x4+1x2,5 Изгиб рад ■155666

Изгиб 7с рад 76597 . 65СОО

Волна 1641 13 00

КПГВ Изгиб 2^/2 рад 174570 500000

Изгиб рад 72145 60000

Еолна 1578 -

Предложенная методика позволила"осуществлять анализ работоспособности кабелей на стадии проектирования.

В приложении содержатся экспериментальные и расчетные данные, акты внедрения результатов диссертационной работы, акт ме-_ трологического испытания и приема устройства.

Основные научные и практические результаты исследований:

1. На основе анализа исследований создано устройство для исследований усилий взаимодействий мезду элемента;.:;1 кабельной конструкции.

2. Разработана и теоретически обоснована методика проведения испытаний на трение любых типов гибких кабелей с выбором режимов испытаний, кмиткрущкх эксплуатационные условия.

3. Впервые применена геометрическая теория сдвигов для исследования пр дессов, происходящих в самом кабеле.

4. Экспериментально исследовано взаимодействие элементов конструкции кабеля с учетом трения.

5. Разработана методика определения трибологичеекпх и уп-

ругих характеристик элементов конструкции, оценени их величины.

6. С применением формулы Эйлера найден способ определения соэффициентов трения элементов конструкций.

7. Предложен критерий прочности гибких кабелей при цикли-1еском изгибе, который связывает параметры силового взаимодейст-зия конструктивных элементов о параметрами кабеля.

8. Осуществлен анализ работоспособности кабеля на стадии гроектирования. Разработаны конструктивные мероприятия по повы-jeHrao работоспособности гибких кабелей. Результата работы ис-юльзовались на стадии проектирования кабелей.

9. Разработанная методика и устройство для определения механических характеристик и методика осуществления анализа.дол-'овечности кабелей внедрены в ТомНИКИ.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих >аботах;

. Соханев Б.В., Шиянов В.Д., Исмаилов Г.М. Об оценке.сил трения в гибких кабелях. - В кн.: Полимерные материалы и технологические процессы изготовления изделий нз них. Тез. докл. мея-отр.. научн.-техН. конф., М.: ВИКИ/ 1991, I. - С. 10.

. Соханев Б.В., Ксмаилов Г.М., Мусалииов В.Н., Шиянов В.Д., Об оценке сил трения в гибких кабелях. - В с<5.: Конструкция из композиционных материалов. - М.: ШЛИ, 1992, Вш. 2-3, С. 43-47.

. Исмаилов Г.М. Определение работы силы трения и оценка модуля сдвига элементов конструкции кабеля. Томск, шга.-строит.ин-т. - Томск, 1992. - 12 с. Деп. в ВИНИТИ 25.03.92. \Ь I0003-B92.

. Ксмаилов Г.М., Соханев Б.В., Муса ликов В.Ы.," Шиянов В.Д., Бамутова Л.А. Устройство дЛя определения фрикционных свойств гибких кабелей. - ТомНИКИ, Томок, 1992. - 5 с. Деп. в Информ-электро 14.08.92 Л 37ЭТ-92,

. Исмаилов Г.М., Соханев Б.В., Мусалпмов В.М., Шиянов В.Д. Устройство для испытания материалов на трение. Положительное решение Госкомитета РФ по делам изобретений и открытий от 2S.II.9I по заявке № 4833734 о выдаче авторского свидетельства на изобретение. Приор. 30.05.90.

■х ^ -'