The paper presents the results of a numerical analysis of the stress-strain state of a rope strand with linear contact under tension and torsion loading conditions. Calculations are carried out using the ANSYS software package. Different approaches to calculation of the stress-strain state of ropes are reviewed, and their advantages and deficiencies are considered. The analysis of the obtained results leads us to the conclusion that the proposed method can be used in engineering calculations.

Background: Analytical method for studying stress concentration around arbitrary shape cavity is proposed. Methods: The method is based on the assumption that it is possible to simulate the influence of cavity on the redistribution of internal forces by including fictitious forces in the solution. To determine the stress-strain state, additional forces acting on cavity surface are used. The magnitude of these forces is chosen on the basis of the value of stress tensor flow through the examined surfaces limiting cavity volume. Results: Research of stress-strain state for the most general three-dimensional case is done: an elastic halfspace with a cubic shape cavity under action of a concentrated force applied to a free surface. The obtained results are comprehensively compared with the solution of a similar problem by the finite element method. Distributions of the stress tensor components in the vicinity of these cavities are constructed. The estimation of accuracy and efficiency of the proposed calculation model is made; the boundary of applicability of the proposed solution is determined. Conclusions: It seems promising to use the resource of structural materials advantageously, namely, creating in the bodies of the cavity system the required shape and size, to obtain stress reduction at critical points, thereby increasing the strength of the product.

В статье приведен алгоритм обработки сигналов инкрементного датчика для оценки свободных колебаний крутильного маятника при исследовании фрикционных характеристик смазочных материалов применительно к стальным канатам с использованием возможности ПО «PowerGraph». Стальной канат является сложной и гибкой стержневой системой, в которой проволоки имеют форму пространственной спирали (винтовой линии) или двойной спирали. При этом внутренние проволоки стальных канатов находятся внутри и недоступны для прямого исследования, измерения и контроля. Анализ фрикционных характеристик смазочных материалов, используемых в стальных канатах, усугубляется многокомпонентностью и сложной структурой объекта исследования. Экспериментальные методы исследования в этом случае представляют один из наиболее эффективных и достоверных способов оценки эксплуатационных свойств изделия в целом. В основу эксперимента положен процесс затухания вращательных колебаний тяжелого груза, висящего на исследуемом стальном канате. Используемый смазочный материал влияет на такой колебательный процесс, и характеристикой такого влияния является декремент затухания колебательного процесса. В качестве датчика угла использован инкрементный энкодер, установленный соосно исследуемому канату и обеспечивающий разрешение регистрации угла поворота до 0,18 градуса.

No abstract