Введение к работе
Объект исследования и актуальность темы. Современное энергоемкое промышленное производство определяет многообразие потребностей в кабельной продукции.
При решении задачи повышения срока службы гибких кабелей, предназначенных для питания исполнительных и рабочих органов передвижных машин и механизмов - экскаваторов, угольных комбайнов, торфоуборочных машин, электрических кранов и т.д., принципиальное значение имеют вопросы углубленного изучения их механических свойств, поскольку в процессе эксплуатации кабели испытывают сложные механические деформации.
При проектировании и расчете на прочность конструкции конкретных кабелей важно уметь определять характеристики их упругих свойств. Поскольку в основе определения этих характеристик кабеля лежат экспериментальные измерения, возможен вероятностный подход к ошибкам, неизбежно сопутствующим любому измерению.
Целью диссертационной работы является обоснование и разработка вероятностного метода решения задачи определения характеристик упругих свойств гибкого кабеля.
Метод решения поставленной задачи основан на использовании основных уравнений теории упругости спирально-анизотропного тела, математической статистики и теории вероятностей.
В соответствии с целью исследования были поставлены следующие конкретные задачи:
-
Разработать методику вычисления статистических оценок интегральных упругих постоянных спирально-анизотропного стержня, используя вероятностный подход к ошибкам, возникающим в процессе экспериментальных измерений.
-
Разработать методику вычисления интегральных жесткостных характеристик гибкого кабеля, аналогичных жесткостям изотропного однородного стержня при изгибе EJ и сдвиге GF, на основе вероятностного подхода к ошибкам, сопутствующим экспериментальным измерениям с учетом полученных ранее статистических оценок интегральных упругих постоянных спирально-анизотропного стержня.
Научная новизна.
-
Впервые применен вероятностный подход к задаче определения характеристик упругих свойств гибкого кабеля.
-
На основе вероятностного подхода разработана методика вычисления статистических оценок интегральных упругих постоянных кабеля.
-
Разработана методика вычисления статистических оценок интегральных жесткостных характеристик кабеля, аналогичных жесткостям изотропного однородного стержня при изгибе и сдвиге, на основе вероятностного подхода.
Научная и практическая ценность.
Разработанная методика определения статистических оценок интегральных упругих и жесткостных характеристик кабелей позволяет оценивать качество продукции при изготовлении и прогнозировать их служебные параметры. Предложенная методика, за счет уменьшения числа необходимых экспериментов, приводит к снижению трудозатрат, экономии расхода кабеля, уменьшению времени испытаний.
Основные положения, выдвигаемые для защиты:
-
Вероятностный подход к задаче определения характеристик упругих свойств гибких кабелей.
-
Методика определения статистических оценок интегральных упругих постоянных спирально-анизотропного стержня.
-
Методика определения статистических оценок интегральных жесткостных характеристик гибкого кабеля, моделируемого спирально-анизотропным стержнем.
Обоснованность и достоверность результатов расчетов и выводов, сформулированных в диссертации обеспечивается математической корректностью постановки задачи, сопоставлением с опубликованными результатами других авторов и подтверждена устойчивостью результатов, полученных при широком диапазоне исходных данных.
Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на II Всесоюзной конференции по теории упругости (Тбилиси, 1984 г.), на научной сессии кафедры "Строительная механика" ТГАСУ (Томск, 1997 г.), на семинаре лаборатории механики структурно-неоднородных сред ИФПМ СО РАН, на семинарах кафедры теоретической механики ТГАСУ.
Разработка методики проводилась в связи с выполнением хоздоговорных и научно-исследовательских работ по тематике Томского научно-исследовательского и проектно-технологического кабельного института (ТомНИКИ).
Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 3 работах.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Объем диссертации составляет 86 страниц, включает 6 рисунков и 2 таблицы. Список литературы содержит 72 наименования.
