Рудько Ігор Михайлович. Удосконалення моделей та розроблення методу визначення геометричних і силових параметрів несучих канатів підвісних установок : Дис... канд. наук: 05.05.04 - 2009.
Анотація до роботи:
Рудько І. М. Удосконалення моделей та розроблення методу визначення геометричних і силових параметрів несучих канатів підвісних установок. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.04 – машини для земляних, дорожніх та лісотехнічних робіт. – Національний лісотехнічний університет України, Львів, 2008 р.
Запропоновано загальний підхід до моделювання та побудовано удосконалені моделі несучих канатів підвісних установок шляхом врахування рівномірності розподілу власної ваги каната вздовж його довжини, пружної деформації та зміни температури каната, податливості опор, впливу тягового каната та ряду інших чинників. На цій основі розроблено метод визначення геометричних і силових параметрів несучих канатів однопрольотних, багатопрольотних та спарених підвісних установок. Крива провисання каната представлена у вигляді ланцюгової лінії. Для розв’язування систем трансцендентних рівнянь застосовуються графічно-аналітичний метод та метод послідовних наближень на основі багато-функціональних табличних процесорів. Визначено оптимальну довжину асиметрично навішеного каната з жорстко закріпленими кінцями, завантаженого власною вагою. Встановлено вплив динамічних навантажень, податливості опор, пружних деформацій та зміни температури канатів на їх основні характеристики. Одержані результати узгоджуються з експериментальними даними й окремими висновками ряду вітчизняних та зарубіжних вчених.
У дисертаційній роботі розв’язана важлива науково-прикладна задача, пов’язана з удосконаленням моделей та методів розрахунку параметрів несучих канатів підвісних установок для транспортування деревини.
В результаті проведених досліджень зроблено такі висновки:
На основі виконаного огляду літературних джерел виділено основні конструктивні схеми та режими роботи вітчизняних і зарубіжних підвісних установок, встановлено основні фактори, які впливають на роботу канатів, і показано, що актуальним залишається питання удосконалення методів розрахунку параметрів несучих канатів.
Запропоновано загальний підхід до моделювання та побудовано удосконалені моделі несучих канатів окремих типів підвісних установок шляхом врахування розподілу власної ваги каната вздовж його довжини та ряду інших чинників (пружної деформації та зміни температури каната, податливості опор, впливу тягового каната тощо). Обґрунтована можливість представлення кривої провисання пружно деформованого каната у вигляді ланцюгової лінії. Створено алгоритм побудови та запропоновано способи розв’язування систем трансцендентних рівнянь для розрахунку несучих канатів. Розроблено метод розрахунку геометричних і силових параметрів несучих канатів однопрольотних, багатопрольотних та спарених підвісних установок.
Вперше визначено оптимальну довжину асиметрично навішеного каната з жорстко закріпленими кінцями, завантаженого власною вагою. Для випадку пологих підвісних систем (ухил хорди прольоту до горизонту не перевищує ) отримано інженерну формулу, а для підвісних систем з довільним ухилом розв’язок представлено у вигляді номограми.
Вперше в межах зроблених припущень проведено розрахунок несучих канатів підвісних систем з гравітаційним рухом вантажів. Даний випадок є найбільш небезпечним з точки зору динамічної дії вантажу на несучий канат. Показано, що динамічні навантаження каната перевищують статичні не більш як на .
Досліджено вплив податливості опор, пружних деформацій та зміни температури каната на його геометричні й силові параметри. Встановлено, що ступінь впливу зазначених факторів зростає зі збільшенням величини натягу несучого каната. Неврахування податливості опор при розрахунку підвісних систем з природними опорами призводить до похибок обчислення параметрів несучих канатів, що перевищують (зміщення кінця опори на величину довжини прольоту призводить до зменшення натягу несучого елемента на і збільшення його стріли провисання на ). Неврахування пружних деформацій канатів, стріли провисання яких менші довжини прольоту, призводить до розрахункових похибок, що перевищують (для пологих підвісних систем вплив пружної деформації на параметри канатів сягає ). При розрахунку завантажених несучих канатів, що працюють з запасами міцності , неврахування можливої зміни температури каната в процесі експлуатації призводить до похибок визначення його параметрів, що перевищують .
Вперше розроблено метод розрахунку несучого каната при його завантаженні в місці розташування застопореної вантажної каретки. Це дало можливість визначити параметри каната при підійманні, опусканні та стопорінні вантажу, зокрема кількісно оцінити перерозподіл натягів несучого каната, обумовлений дією тягового каната.
Проаналізовано вплив форми провисання несучого каната на зміну опору руху вантажної каретки. Встановлено, що зі збільшенням стріли провисання каната від до максимальний опір руху зростає на , а величина виконаної роботи – на .
Достовірність основних теоретичних положень дисертаційної роботи підтверджена результатами експериментальних досліджень. Максимальна середня похибка визначення величин геометричних і силових параметрів несучих канатів не перевищує .
Результати дисертаційного дослідження впроваджено при визначенні проектних характеристик канатної дороги (с. Волосянка Сколівського району Львівської області), монтажних та експлуатаційних параметрів підвісних канатних установок для транспортування деревини (ДП „Славське лісове господарство”, ДП „Вигодське лісове господарство”).
Публікації автора:
Статті у наукових фахових виданнях:
Лютий Є. М. Визначення силових параметрів і геометричних характеристик кривої прогину каната у виді ланцюгової лінії / Є. М. Лютий, Л. О. Тисовський, І. М. Рудько // Вісник Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля. – Луганськ, 2003. – № 12 (70). – С. 184 – 192.
Тисовський Л. О. До визначення рівняння кривої прогину каната підвісної транспортної установки / Л. О. Тисовський, І. М. Рудько // Науковий вісник: збірник науково-технічних праць. – Львів: УкрДЛТУ, 2005. – Вип. 15.1. – С. 137 – 142.
Тисовський Л. О. Обґрунтування можливості моделювання канатів підвісних систем гнучкими нитками / Л. О. Тисовський, І. М. Рудько // Науковий вісник: збірник науково-технічних праць. – Львів: НЛТУУ, 2007. – Вип. 17.5. – С. 192 – 197.
Тисовський Л. О. Розрахунок несучого каната, завантаженого довільно напрямленою зосередженою силою / Л. О. Тисовський, І. М. Рудько // Науковий вісник: збірник науково-технічних праць. – Львів: НЛТУУ, 2005. – Вип. 15.3. – С. 75 – 79.
Тисовський Л. О. Розрахунок завантаженого несучого каната багато-прольотної трелювальної установки / Л. О. Тисовський, І. М. Рудько // Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства імені Петра Василенка. – Харків, 2005. – Вип. 39. – С. 101 – 105.
Тисовський Л. О. Дослідження закономірностей руху вантажу вздовж канатної транспортної установки / Л. О. Тисовський, І. М. Рудько // Підйомно-транспортна техніка. – Дніпропетровськ, 2005. – Вип. 4 (16). – С. 12 – 18.
Рудько І. М. Вплив зміни температури на силові та геометричні характеристики несучого каната підвісної транспортної установки / І. М. Рудько // Вісник Хмельницького національного університету. – Хмельницький, 2006. – № 6 (87). – С. 48 – 52.
Матвєєв Е. М. Теоретичні та експериментальні дослідження силових і геометричних параметрів несучих канатів багатопрольотних транспортних установок / Е. М. Матвєєв, Л. О. Тисовський, І. М. Рудько // Вісник ЛДАУ: Агроінженерні дослідження. – Львів: ЛДАУ, 2006. – № 10. – С. 438 – 442.
Тисовський Л. О. Порівняння результатів експериментальних і теоретичних досліджень характеристик несного каната підвісної системи, завантаженого власною вагою / Л. О. Тисовський, І. М. Рудько // Науковий вісник: збірник науково-технічних праць. – Львів: НЛТУУ, 2006. – Вип. 16.2. – С. 65 – 69.
Лютий Є. М. Обґрунтування критеріїв оцінки надійності роботи канатних лісотранспортних установок / Є. М. Лютий, І. М. Рудько // Машинознавство. – Львів, 2003. – № 9 (75). – С. 45 – 49.
Патенти:
Деклараційний патент на винахід UA 67484 А, МПК 7 D07В7/16. Установка для дослідження канатів і приводів тягово-підіймальних систем / Мартинців М. П., Удовицький О. М., Мартинців В. М., Рудько І. М., Бариляк В. В.; заявник і власник патенту Український державний лісотехнічний університет. – № 2003109021. – Заявл. 06.10.2003. – Опубл. 15.06.2004. – Бюл. № 6.
Деклараційний патент на корисну модель UA 2289 U, МПК 7 В61В7/00. Канатна установка з дистанційним керуванням / Мартинців М. П., Мартинців В. М., Бариляк В. В., Рудько І. М.; заявник і власник патенту Український державний лісотехнічний університет. – № 2003065905. – Заявл. 25.06.2003. – Опубл. 15.01.2004. – Бюл. № 1.
Публікації в інших виданнях:
Лютий Є. М. Про визначення оптимальної довжини каната / Є. М. Лютий, Л. О. Тисовський, І. М. Рудько // Сталеві канати: збірник наукових праць. – Одеса: Астропринт, 2005. – Вип. 4. – С. 192 – 196.
Адамовський М. Г. Дослідження впливу пружної деформації та податливості опор на стан несучого каната підвісної установки / М. Г. Адамовський, Л. О. Тисовський, І. М. Рудько // Сталеві канати: збірник наукових праць. – Одеса: Астропринт, 2007. – Вип. 5. – С. 96 – 107.
Тези доповідей, матеріали наукових конференцій:
Тисовський Л. О. Моделювання роботи канатів підвісних транспортних установок / Л. О. Тисовський, І. М. Рудько // Всеукраїнська наукова конференція „Сучасні проблеми механіки”: тези доповідей. – Львів, 2004. – С. 49 – 50.
Лютий Є. М. Основи динамічного розрахунку підвісних установок з гравітаційним рухом вантажів / Є. М. Лютий, Л. О. Тисовський, І. М. Рудько // Матеріали ІІ Міжнародної науково-практичної конференції „Дні науки - 2006”. – Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2006. – Т.8. Технічні науки. – С. 67 – 69.
Тисовський Л. О. Розроблення методу розрахунку геометричних та силових параметрів несучих канатів підвісних установок / Л. О. Тисовський, І. М. Рудько // Восьмий міжнародний симпозіум українських інженерів-механіків у Львові: тези доповідей. – Львів: КІНПАТРІ ЛТД, 2007. – С. 171.
