Влияние крепления каната на спектр его собственных поперечных колебаний

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

По разработанной ранее методике, которая учитывает изгибную жесткость стальных канатов при их поперечном колебании, проведены исследования канатов пешеходного моста «Влюбленных» в городе Тюмень. Полученные значения сил натяжений и изгибной жесткости оказались в ожидаемом диапазоне. Высокий разброс значений изгибной жесткости заставил обратить внимание на точность исходных значений длин канатов, которые были получены по фотографии. Чтобы уточнить длину канатов предложен метод регистрации узловых гармоник, однако полученные этим методом результаты оказались выше значений, полученных по фотографии. Оценка погрешностей измерений это завышенное отклонение не объяснила, что привело к необходимости пересмотреть решение дифференциального уравнения поперечных колебаний. Оказалось, что ранее рассматривалось только его частное решение предполагающее шарнирное крепление каната, тогда как оно является консольным и имеет реакцию на изгиб. Учет этой особенности введением дополнительного граничного условия позволил усовершенствовать расчетную модель и объяснить завышение длины каната в методе узловых гармоник.
Учет характера крепления каната позволил ввести обобщенный параметр s, который для жесткого консольного крепления принимает нулевое значение, а для шарнирного равен единице. Тогда ослабление жесткости внутри крепления проявится ростом параметра s и по результатам регистрации спектра колебаний может быть обнаружено.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

К. Р. Муратов

Тюменский индустриальный университет; ООО «АЛЬФА-СИСТЕМЫ»

Автор, ответственный за переписку.
Email: muratows@mail.ru
Россия, 625000 Тюмень, ул. Володарского, 38; 625019 Тюмень, ул. Республики, 204

Д. А. Лихачев

Тюменский индустриальный университет

Email: tiger.lowe2015@yandex.ru
Россия, 625000 Тюмень, ул. Володарского, 38

Р. А. Соколов

Тюменский индустриальный университет; ООО «АЛЬФА-СИСТЕМЫ»

Email: falcon.rs@mail.ru
Россия, 625000 Тюмень, ул. Володарского, 38; 625019 Тюмень, ул. Республики, 204

А. М. Чехунова

Тюменский индустриальный университет

Email: chehunovaam@tyuiu.ru
Россия, 625000 Тюмень, ул. Володарского, 38

М. А. Осинцева

Тюменский индустриальный университет

Email: osintsevama@tyuiu.ru
Россия, 625000 Тюмень, ул. Володарского, 38

А. Л. Ваганов

Тюменский индустриальный университет; ЗАО «НПЦ «Сибнефтегаздиагностика»

Email: vaganov@sngd.ru
Россия, 625000 Тюмень, ул. Володарского, 38; 625026 Тюмень, ул. Рижская, 45а

Список литературы

  1. Ли Б., Чжан Ц.,Чен Ц. Неразрушающий контроль стальных тросов с использованием оптимизированного метода опорных векторов // Дефектоскопия. 2021. № 11. С. 49—59.
  2. Павленко А.В., Короткий А.А., Пузин B.C., Хальфин М.Н., Медведев В.В., Щучкин Д.А. Устройства для неразрушающего контроля состояния стальных канатов // Горное оборудование и электромеханика. 2007. № 10. С. 42—47.
  3. Меркурьев И.В., Хроматов В.Е. Разработка робототехнического комплекса для диагностики стальных тросов методом неразрушающего контроля // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2021. № 11. С. 60—62.
  4. Семенов А.В. Вихретоковые проходные преобразователи для неразрушающего контроля замкнутых протяженных объектов // Контроль. Диагностика. 2022. Т. 25. № 10 (292). С. 4—11.
  5. Семенов А.В., Слесарев Д.А. Неразрушающий контроль стрендовых канатов больших диаметров // Контроль. Диагностика. 2019. № 4. С. 20—27.
  6. Слесарев Д.А., Воронцов А.Н. Вероятностные характеристики оценки прочности и ресурса стальных канатов по результатам дефектоскопии // Дефектоскопия. 2016. № 2. С. 55—62.
  7. Сухоруков В.В. Техническая диагностика стальных канатов добывающей промышленности: от дефектоскопии к автоматизированному мониторингу // В мире неразрушающего контроля. 2019. Т. 22. № 3. С. 4—8.
  8. Сухоруков В.В., Волоховский В.Ю., Воронцов А.Н., Цуканов В.В., Абакумов А.А. Диагностирование состояния и оценка остаточного ресурса канатов вантовых мостов // Дороги. Инновации в строительстве. 2021. № 98. С. 38—45.
  9. Муратов К.Р., Новиков В.Ф., Кулак С.М., Соколов Р.А., Сафаргалиев Р.Ф., Мусихин С.А., Проботюк В.В. Учет жесткости стальных канатов при оценке силы их натяжения по результатам измерения частоты собственных колебаний // Дефектоскопия. 2023. № 2. С. 16—23.
  10. Муратов К.Р., Шаропина И.А., Бевзюк И.С., Соколов Р.А., Проботюк В.В. Модель влияния дефекта каната на спектр его свободных поперечных колебаний // Дефектоскопия. 2023. № 11. С. 60—62.
  11. Качурин В.К., Брагин А.В., Ерунов Б.Г. Проектирование висячих и вантовых мостов. М.: Транспорт, 1971. 280 с.
  12. Работнов Ю.Н. Сопротивление материалов. М.: Физматгиз, 1962. 456 с.
  13. Малиновский В.А. Стальные канаты: аналитический справочник. Одесса: Астропринт, 2016. 252 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Пешеходный мост «Влюбленных» в городе Тюмень.

Скачать (434KB)
3. Рис. 2. Дефекты наружного слоя канатов.

Скачать (481KB)
4. Рис. 3. Расположение канатов относительно пилона (слева) и схема их крепления за полотно моста (справа).

Скачать (360KB)
5. Рис. 4. Схема канатов моста.

Скачать (299KB)
6. Рис. 5. Зависимость ν2/n2 от n2 для канатов речного участка моста (а) и берегового (б).

Скачать (298KB)
7. Рис. 6. Полученные значения силы натяжения (а) и изгибной жесткости (б) канатов моста в их речной и береговой части.

Скачать (350KB)
8. Рис. 7. Схема распределения амплитуды колебаний трех соседних гармоник вблизи точки крепления каната.

Скачать (174KB)
9. Рис. 8. Характер спектрограммы СКЗ виброскорости каната № 2 для точек с удалением от зажима на 4 и 7 м.

Скачать (403KB)
10. Рис. 9. Зависимость координаты узловой точки x от соотношения m/n для каната № 2 (а) и аналогичная зависимость для всех десяти четверок канатов при m = 1 (б).

Скачать (319KB)
11. Рис. 10. Крепление каната.

Скачать (347KB)
12. Рис. 11. Длины канатов, определенные по фотографии и методом регистрации узловых точек.

Скачать (211KB)
13. Рис. 12. Схема распределения амплитуды колебаний каната U0 для случая его жесткого крепления.

Скачать (94KB)
14. Рис. 13. Модельная зависимость ν2/n2 от n2.

Скачать (307KB)
15. Рис. 14. Характер влияния параметра s на вычисленные значения силы натяжения (а) и изгибной жесткости (б) при различной дискретизации регистрируемых частот.

Скачать (286KB)

© Российская академия наук, 2024