2. ЦИКЛИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ ГИБКИХ КАБЕЛЕЙ
2.1. Стенд «Волна»*
Конструкция установки предназначена для испытания гибких кабелей на изгиб и износ на роликах. Установка позволяет осуществлять ускоренное определение наработки кабеля за счет повышения частоты циклов деформации изгиба. В основу конструкции заложена идея наложения на кабель изгибной волны деформации при помощи двух систем роликов.
* В разработке проекта стенда принимал участие А. С. Плотников.
Подобная схема испытании реализует эксплуатационные условия работы кабелей, когда на деформации накладываются чисто адгезионные процессы, приводящие к износу, например, за счет скатывания поверхностей соприкасания резиновых оболочек кабелей с направляющими роликами.
Рис. 2.1. Кинематическая схема стенда «Волна»
На рис. 2.1 приводится кинематическая схема стенда «Волна». Кабель 1 помещается между роликами двух дисков 3, находящихся по обе стороны кабели. Свободные концы кабеля крепятся в шпинделе 4 двигателей 5. Шпиндели через механизм циклического продольного растяжения 6 связаны с основанием 7 электродвигателей.
Работа устройства осуществляется следующим образом. Шпиндели 4 при работе двигателей 5 осуществляют вращение гибкого кабеля 1, причем вращение роторов двигателей предусматривается как в одном направлении, чтобы при одновременном вращении дисков 3 с любым законом изменения угловой скорости ω менять плоскость изгиба, так и в противоположном, чтобы реализовать кручение. Предусматривается также дрейф вращения ротора одного двигателя относительно вращения ротора другого, чтобы осуществлять кручение к менять плоскость изгиба. Регулирование натяга и циклического изменения растягивающей нагрузки осуществляется механизмом циклического продольного растяжения 6. Циклический изгиб кабелей осуществляется роликами 2 при синхронном вращении дисков 3 при прокатывании роликов по образцу.
Таким образом, данное устройство позволяет осуществлять как ускоренные испытания, так и комплексные, реализуя различные сочетания деформаций — перемещений конструкции, а также износ при контакте роликов с кабелем. С достаточной степенью точности примем, что на нагруженном участке кабеля формируется момент Μ (х, t):
(2.1)
где ω — частота вращения дисков; I — длина рабочего участка кабеля; Р — максимальное продольное усилие в спинах.
В работе [23] было показано, что гибкий кабель можно интерпретировать как стержень, изготовленный из наследственной среды, поэтому, следуя А. Р. Ржаницину [24], запишем уравнение изгиба в виде
24
Здесь (p1 — параметр запаздывания прихода в нуль функции Ely по сравнению с приходом в нуль функции М(х, t).
С целью исследования влияния частот внешних усилий ω, параметров наследственности α, δ на величину отбыли осуществлены расчеты на ЭВМ М-220. На рис. 2,2 представлены графики φi=φi(n) (2n=N — число циклов). Из них видно, что с увеличением параметра δ экстремальное значение φ, уменьшается. Аналогичное влияние оказывает увеличение частоты ω. После 2—4 полуциклов для любых значений δ для заданной частоты значения φi становятся незначительно отличающимися.
Это явление неизменяемости (или «почти неизменяемости») при последующих нагружениях по аналогии с [25] назовем приспособляемостью упруго-вязких систем.
Рис. 2.2. Кривые приспособляемости кабеля для стенда "Волна"
