Визначення механічних властивостей напірного пожежного рукава типу «Т»

Автор(и)

  • Oleksiy Larin Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0002-5721-4400
  • Oleksandr Morozov Національна академія Національної гвардії України майдан Захисників України, 3, м. Харків, Україна, 61001, Україна https://orcid.org/0000-0002-1352-1783
  • Sergii Nazarenko Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0003-0891-0335
  • Gennadiy Chernobay Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0001-8805-3710
  • Andrii Kalynovskyi Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0002-1021-5799
  • Roman Kovalenko Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0003-2083-7601
  • Svitlana Fedulova Український державний хіміко-технологічний університет пр. Гагаріна, 8, м. Дніпро, Україна, 49005, Україна https://orcid.org/0000-0002-5163-3890
  • Pavlo Pustovoitov Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0003-3884-0200

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.184645

Ключові слова:

напірний пожежний рукав, модуль пружності, гістерезис, дисипативні властивості

Анотація

Представлені експериментальні дослідження з визначення механічних властивостей (пружних та дисипативних) напірного пожежного рукава типу «Т» із внутрішнім діаметром 66 мм в умовах статичного навантаження. Експеримент проведено на дослідній установці, яка дає можливість заміру сили та деформації. В ході роботи проведено низку натурних експериментів на розтяг зі зразком в умовах статичних циклів навантаження-розвантаження. Випробування складались з 5 циклів (режими) навантаження-розвантаження, які проводилися із двохвилинним інтервалом. З урахуванням експериментальних даних визначено модуль пружності при розтяганні матеріалу рукава у поздовжньому (вздовж основи) напрямку. Встановлено, що чисельні результати механічних властивостей залежать від «історії» навантаження рукава, тобто на перших двох режимах навантаження модулі пружності збільшувалися і лише потім на наступних – стабілізувалися. Вказане, разом із суттєвим зменшенням залишкових деформацій, посилює пружні властивості матеріалу пожежного рукава.

Результати проведених досліджень показали, що при перших двох циклах матеріал демонструє прояв короткочасної повзучості, яка стабілізується на 4–5 режимі. Для узагальнення експериментальних досліджень результати апроксимовано відповідними лініями трендів. Було визначено криві деформування зразків, що в умовах циклічного навантаження-розвантаження формували петлі гістерезису. Отримані петлі гістерезису в ході дослідження показали, що при перших двох режимах петлі зазнають кількісних та якісних змін, а саме, зменшується нахил петлі гістерезису та її площа.

Встановлено, що зміна властивостей матеріалу пожежного рукава при послідовних циклах деформацій навантаження-розвантаження є зворотною, проміжки між циклами деформування призводять до часткового відновлення механічних характеристик, наближаючи їх до початкових значень. Час релаксації становить від кількох годин до кількох діб і навіть тижнів, що в значній мірі залежить від величини попередньої відносної деформації

Біографії авторів

Oleksiy Larin, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002

Доктор технічних наук

Кафедра динаміки та міцності машин

Oleksandr Morozov, Національна академія Національної гвардії України майдан Захисників України, 3, м. Харків, Україна, 61001

Доктор технічних наук, професор, перший заступник начальника Національної академії
з навчально-методичної та наукової роботи

Sergii Nazarenko, Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023

Кандидат технічних наук

Кафедра інженерної та аварійно-рятувальної техніки

Gennadiy Chernobay, Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра прикладної механіки та технологій захисту навколишнього середовища

Andrii Kalynovskyi, Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра інженерної та аварій-рятувальної техніки

Roman Kovalenko, Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023

Кандидат технічних наук

Кафедра інженерної та аварійно-рятувальної техніки

Svitlana Fedulova, Український державний хіміко-технологічний університет пр. Гагаріна, 8, м. Дніпро, Україна, 49005

Доктор економічних наук

Кафедра теоретичної та прикладної економіки

Pavlo Pustovoitov, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002

Доктор технічних наук

Кафедра систем інформації

Посилання

  1. Dubinin, D., Korytchenko, K., Lisnyak, A., Hrytsyna, I., Trigub, V. (2018). Improving the installation for fire extinguishing with finely­dispersed water. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (10 (92)), 38–43. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.127865
  2. Korytchenko, K., Sakun, O., Dubinin, D., Khilko, Y., Slepuzhnikov, E., Nikorchuk, A., Tsebriuk, I. (2018). Experimental investigation of the fire­extinguishing system with a gas­detonation charge for fluid acceleration. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (5 (93)), 47–54. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.134193
  3. Vasiliev, M. I., Movchan, I. O., Koval, O. M. (2014). Diminishing of ecological risk via optimization of fire-extinguishing system projects in timber-yards. Scientific Bulletin of National Mining University, 5, 106–113.
  4. Dubinin, D., Korytchenko, K., Lisnyak, A., Hrytsyna, I., Trigub, V. (2017). Numerical simulation of the creation of a fire fighting barrier using an explosion of a combustible charge. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (10 (90)), 11–16. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.114504
  5. Semko, A., Rusanova, O., Kazak, O., Beskrovnaya, M., Vinogradov, S., Gricina, I. (2015). The use of pulsed high-speed liquid jet for putting out gas blow-out. The International Journal of Multiphysics, 9 (1), 9–20. doi: https://doi.org/10.1260/1750-9548.9.1.9
  6. Kovalenko, R., Kalynovskyi, A., Nazarenko, S., Kryvoshei, B., Grinchenko, E., Demydov, Z. et. al. (2019). Development of a method of completing emergency rescue units with emergency vehicles. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (3 (100)), 54–62. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.175110
  7. Tiutiunyk, V. V., Ivanets, H. V., Tolkunov, I. A., Stetsyuk, E. I. (2018). System approach for readiness assessment units of civil defense to actions at emergency situations. Scientific Bulletin of National Mining University, 1, 99–105. doi: https://doi.org/10.29202/nvngu/2018-1/7
  8. Abrosimov, Yu. G., Koval', E. V. (2006). Gidravlicheskie soprotivleniya v sistemah podachi vody na pozharotushenie. Vesnik Akademii GPS MCHS Rossii, 5, 25–28.
  9. Hoang, Z. B. (2009). Experimental installation for research of hydraulic resistance of pressure head fire hoses. Internet-zhurnal “Tehnologii tehnosfernoy bezopasnosti”, 5. Available at: http://agps-2006.narod.ru/ttb/2009-5/08-05-09.ttb.pdf
  10. Motorin, L. B., Stepanov, O. S., Bratolyubova, E. V. (2010). Matematicheskaya model' dlya prochnostnogo rascheta napornyh pozharnyh rukavov pri gidravlicheskom vozdeystvii. Izv. vuzov. Tehnologiya tekst. prom-sti, 8, 103–109.
  11. Motorin, L. B., Stepanov, O. S., Bratolyubova, E. V. (2011). Uproshchennaya matematicheskaya model' dlya prochnostnogo rascheta napornyh pozharnyh rukavov pri gidravlicheskom vozdeystvii. Izv. vuzov. Tehnologiya tekst. prom-sti, 1, 126–133.
  12. Druginyn, P. V., Babushkin, M. Yu. (2013). Diagnosing and prediction of the residual capacity of the high pressure hoses. Tehniko-tehnologicheskie problemy servisa, 3 (25), 6–12.
  13. Fedorko, G., Molnar, V., Dovica, M., Toth, T., Fabianova, J. (2015). Failure analysis of irreversible changes in the construction of the damaged rubber hoses. Engineering Failure Analysis, 58, 31–43. doi: https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2015.08.042
  14. Cho, J. R., Yoon, Y. H., Seo, C. W., Kim, Y. G. (2015). Fatigue life assessment of fabric braided composite rubber hose in complicated large deformation cyclic motion. Finite Elements in Analysis and Design, 100, 65–76. doi: https://doi.org/10.1016/j.finel.2015.03.002
  15. Kwak, S.-B., Choi, N.-S. (2009). Micro-damage formation of a rubber hose assembly for automotive hydraulic brakes under a durability test. Engineering Failure Analysis, 16 (4), 1262–1269. doi: https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2008.08.009
  16. Stenmark, N. (2007). Small Leak in Hydraulic Hose Reveals Big Problem. Journal of Failure Analysis and Prevention, 7 (3), 183–186. doi: https://doi.org/10.1007/s11668-007-9033-5
  17. Larin, A. A., Vyazovichenko, Y. A., Barkanov, E., Itskov, M. (2018). Experimental Investigation of Viscoelastic Characteristics of Rubber-Cord Composites Considering the Process of Their Self-Heating. Strength of Materials, 50 (6), 841–851. doi: https://doi.org/10.1007/s11223-019-00030-7
  18. Cardone, D., Gesualdi, G. (2012). Experimental evaluation of the mechanical behavior of elastomeric materials for seismic applications at different air temperatures. International Journal of Mechanical Sciences, 64 (1), 127–143. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2012.07.008
  19. Haseeb, A. S. M. A., Jun, T. S., Fazal, M. A., Masjuki, H. H. (2011). Degradation of physical properties of different elastomers upon exposure to palm biodiesel. Energy, 36 (3), 1814–1819. doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2010.12.023
  20. Budinski, M. K. (2013). Failure analysis of a rubber hose in anhydrous ammonia service. Case Studies in Engineering Failure Analysis, 1 (2), 156–164. doi: https://doi.org/10.1016/j.csefa.2013.04.009
  21. Mefedova, Yu. A. (2011). Calculation of hoses of high pressure for load distribution between braiding layers. Vestnik Saratovskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta, 3, 97–102.
  22. Larin, O. O. (2015). Probabilistic Model of Fatigue Damage Accumulation in Rubberlike Materials. Strength of Materials, 47 (6), 849–858. doi: https://doi.org/10.1007/s11223-015-9722-3
  23. Gu, F., Huang, C., Zhou, J., Li, L. (2009). Mechanical response of steel wire wound reinforced rubber flexible pipe under internal pressure. Journal of Shanghai Jiaotong University (Science), 14 (6), 747–756. doi: https://doi.org/10.1007/s12204-009-0747-2
  24. Cho, J. R., Jee, Y. B., Kim, W. J., Han, S. R., Lee, S. B. (2013). Homogenization of braided fabric composite for reliable large deformation analysis of reinforced rubber hose. Composites Part B: Engineering, 53, 112–120. doi: https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2013.04.045
  25. Cho, J.-R., Yoon, Y.-H. (2016). Large deformation analysis of anisotropic rubber hose along cyclic path by homogenization and path interpolation methods. Journal of Mechanical Science and Technology, 30 (2), 789–795. doi: https://doi.org/10.1007/s12206-016-0134-5
  26. Lee, G.-C., Kim, H.-E., Park, J.-W., Jin, H.-L., Lee, Y.-S., Kim, J.-H. (2011). An experimental study and finite element analysis for finding leakage path in high pressure hose assembly. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, 12 (3), 537–542. doi: https://doi.org/10.1007/s12541-011-0067-y
  27. Pavloušková, Z., Klakurková, L., Man, O., Čelko, L., Švejcar, J. (2015). Assessment of the cause of cracking of hydraulic hose clamps. Engineering Failure Analysis, 56, 14–19. doi: https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2015.05.014
  28. Noda, N.-A., Yoshimura, S., Kawahara, H., Tuyunaru, S. (2008). FEM Analysis for Sealing Performance of Hydraulic Brake Hose Crimped Portion and Its Life Estimation. Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers Series A, 74 (748), 1538–1543. doi: https://doi.org/10.1299/kikaia.74.1538
  29. Cho, J. R., Song, J. I., Noh, K. T., Jeon, D. H. (2005). Nonlinear finite element analysis of swaging process for automobile power steering hose. Journal of Materials Processing Technology, 170 (1-2), 50–57. doi: https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2005.04.077
  30. Cho, J. R., Song, J. I. (2007). Swaging process of power steering hose: Its finite element analysis considering the stress relaxation. Journal of Materials Processing Technology, 187-188, 497–501. doi: https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2006.11.113

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-11-22

Як цитувати

Larin, O., Morozov, O., Nazarenko, S., Chernobay, G., Kalynovskyi, A., Kovalenko, R., Fedulova, S., & Pustovoitov, P. (2019). Визначення механічних властивостей напірного пожежного рукава типу «Т». Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(7 (102), 63–70. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.184645

Номер

Том 6 № 7 (102) (2019): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Oleksiy Larin, Sergii Nazarenko, Gennadiy Chernobay, Andrii Kalynovskyi, Roman Kovalenko, Svitlana Fedulova, Pavlo Pustovoitov

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.