Исследование длительной прочности канатов из синтетических нитей применительно к сооружениям аквакультуры Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Рис. 3. Портал (1) и серьга (2) крепления ваерного блока РС-450 "Ураганный": а - до изменения (04.05.2006 г); б - после изменения (05.07.2006 г)

ЛИТЕРАТУРА

1. Лаврушин Г.А. Прочность и долговечность средств пакетирования грузов. - М.: Транспорт, 1987.- 160 с.

2. Габрюк В.И., Габрюк A.B., Осипов Е.В. Чернецов В.В.Механика траловой рыболовной системы. Уч. пос. Владивосток: Дальрыбвтуз, 2005,- 117 с.

Е.Г. Лаврушина

ИССЛЕДОВАНИЕ ДЛИТЕЛЬНОЙ ПРОЧНОСТИ КАНАТОВ ИЗ СИНТЕТИЧЕСКИХ НИТЕЙ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К СООРУЖЕНИЯМ АКВАКУЛЬТУРЫ

В процессе эксплуатации морских плантаций её гибкие элементы канаты испытывают воздействие силовых нагрузок, агрессивных сред, например, морской воды и светопогоды. Совместное влияние перечисленных факторов приводят к снижению прочности канатов во времени.

На плантациях в основном используются капроновые канаты и выполняют роль несущей конструкции (хребтины), к которой крепятся различные выростные элементы (садки с гребешком, японская ламинария и др.).

Потеря прочности канатов (d = 22мм) в процессе эксплуатации сооружения аквакультуры для выращивания морского гребешка подчиняется кореляционному уравнению

Рр — 59,37-7,874 lg г, (1)

где Т - время в сутках; рр - разрывное усилие каната в кН.

Представляет интерес характер изменения коэффициента использования прочности, составляющих элементов каната во времени воздействия различных сред.

Проводилось изучение динамики изменения коэффициента использования прочности Кп в канатах разных диаметров сечения (10, 20 и 32 мм), которые находились под водой на расстоянии 15 - 20 см от поверхности морской водной глади.

Установлено, что чем больше диаметр сечения каната, тем меньше наблюдается снижение его прочности.

По результатам экспериментальных исследований получена аналитическая зависимость

Kn=fx(T)f2{d/dt) = aTba(d/d*)ß, (2)

где fiij) = С1ТЪ - функция описывающая снижение прочности нити в канате с диаметром сечения

d = d* = 10 мм во времени т, измеряемое в месяцах; а = 1,185 и Ъ = -0,45 - постоянные материала; f2(d / d-t) = a(d / d*y - поправочная функция, учитывающая влияние размеров каната при d > 10

мм; при d = d* функция f {did,) = 1; ос =1,063 и р = -0,277 - постоянные.

На основании зависимости (2) дана оценка разрывного напряжения канатов (d = 20 мм) после их выдержки в морской воде от 1 до 105 месяцев. Разрывное напряжение СТр менялось от 423 МПа до 345 МПа.

Результаты исследований были использованы для оценки П-образных гибких сооружений, используемых для выращивания морского гребешка.

Необходимо определить срок службы несущего троса (хребтины) из капронового каната длиной 400 м с диаметром сечения 20 мм. К хребтине прикрепляются гирлянды из 10 - 12 садков, в которых выращиваются гребешки. Садки представляют собой конус или цилиндр, образованный сетным полотном, натянутым на каркас.

Для определения нагрузки, действующей на хребтину, необходимо знать величину усилия в нити, соединяющей садки в гирлянде. Как показали опыты, сила рывка в нити при волнении моря в 2 - 3 балла меняется от 0,7 до 2 кН.

Результаты этих испытаний хорошо согласуются с расчетными данными других исследований, которые используют для определения усилия в нити формулу

H = Rr—, (3)

sina

где сопротивление гирлянды равно

R.

R0 + (R90 + i?0)sina] • пе, (4)

где ^90 и Д0 " сопротивление сети, расположенной соответственно перпендикулярно и параллельно потоку;

ОС - угол подхода потока к основанию садка; Пе - количество садков в гирлянде.

Натяжение несущего троса (хребтины) определялось по известной зависимости

ql I 1г +

1 + е! /

Л2

(5)

16/

где q - интенсивность распределенной нагрузки; f - прогиб троса; I - длина троса.

Интенсивность распределенной нагрузки в процессе эксплуатации изменяется от 98 н/м до 180 н/м при волнении моря в 2 - 3балла.

Используя зависимости (1), (2) и предлагаемый энергетический критерий длительной прочности

n(.Ni) - — + aNbic{(7i I <у*У\ (6)

можно установить уровень поврежденности на момент разрушения материала конструкции для различных величин напряжений (Ji Ф сг*, а также остаточный ресурс сооружения аквакультуры.

Здесь ар = 558 МПа - разрывное напряжение каната; ст.- текущее напряжение;

а = 160-10 5;6 = 0,527; с = 0,965; dx =4,21; сг„- нормированное напряжение; II(^Ni)- повреж-денность (О < П < l).