Встановлення залежності показника міцності композитного матеріалу напірних пожежних рукавів від характеру одиночних пошкоджень
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.248972Ключові слова:
напірний пожежний рукав, міцність матеріалу, експериментальні дослідження, план проведення експерименту, межі варіювання пошкодженняАнотація
Представлені експериментальні дослідження та встановлено залежність зміни міцності матеріалу напірного пожежного рукава типу «Т» з внутрішнім діаметром 77 мм у поздовжньому напрямку з урахуванням одиночних пошкоджень. Описано план проведення експерименту та було проведено низку натурних експериментів з метою визначення впливу довжини lд та глибини К пошкодження на міцність F матеріалу рукава, тобто одержання залежності F=f (lд, K). Використано математичний метод планування експерименту та складено план повного багатофакторного експерименту типу 2k з допустимою точністю моделі 5 %. Межі варіювання факторів встановлюються з урахуванням апріорної інформації, експериментальних можливостей і на основі результатів попередніх пошукових експериментів. Отримано залежність в кодованих та натурних значеннях факторів. Достовірність залежності було перевірено за допомогою критерію Фішера розрахункове значення якого становило 5,98, що підтверджує адекватність описаного процесу з вірогідністю в 95 %.
Аналізуючи експериментальні дослідження залежності зміни міцності матеріалу рукава від довжини та глибини пошкодження можна сказати, що зміна міцність матеріалу рукава майже лінійно залежить від зазначених параметрів пошкодження. Встановлено, що при збільшені пошкодження суттєво зменшується міцність матеріалу рукава. При варіюванні фактору довжини та найбільшій глибині пошкодження К=0.4 мм відбувається зменшення міцності матеріалу рукава від 11.67 кН до 8.77 кН, а в процентному відношенні на 25 %.
Отримані результати можливо використовувати в практичних підрозділах аварійно-рятувальних формувань при діагностуванні прихованих пошкоджень у напірних пожежних рукавах з метою запобігання виходу їх з ладу на пожежах.
Посилання
- 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: http://doi.org/10.29202/nvngu/2018-1/7
- Larin, O. O. (2015). Probabilistic Model of Fatigue Damage Accumulation in Rubberlike Materials. Strength of Materials, 47 (6), 849–858. doi: http://doi.org/10.1007/s11223-015-9722-3
- 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: http://doi.org/10.1007/s11223-019-00030-7
- Cho, J. ., 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: http://doi.org/10.1016/j.finel.2015.03.002
- 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: http://doi.org/10.1007/s12206-016-0134-5
- Traxl, R., Mungenast, D., Schennach, O., Lackner, R. (2019). Mechanical performance of textile-reinforced hoses assessed by a truss-based unit cell model. International Journal of Engineering Science, 141, 47–66. doi: http://doi.org/10.1016/j.ijengsci.2019.05.006
- 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: http://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2015.08.042
- Yoo, D.-H., Jang, B.-S., Yim, K.-H. (2017). Nonlinear finite element analysis of failure modes and ultimate strength of flexible pipes. Marine Structures, 54, 50–72. doi: http://doi.org/10.1016/j.marstruc.2017.03.007
- Potopalska, K., Tyshkovets, O., Kalinovskyi, A., Vasyliev, S. (2021). An Experimental Study on Elastic and Strength Properties of Addictively-Manufactured Plastic Materials. Materials Science Forum, 1038, 162–167. doi: http://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.1038.162
- Arunachala, P. K., Rastak, R., Linder, C. (2021). Energy based fracture initiation criterion for strain-crystallizing rubber-like materials with pre-existing cracks. Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 157. doi: http://doi.org/10.1016/j.jmps.2021.104617
- Schieppati, J., Schrittesser, B., Wondracek, A., Robin, S., Holzner, A., Pinter, G. (2021). Effect of mechanical loading history on fatigue crack growth of non-crystallizing rubber. Engineering Fracture Mechanics, 257. doi: http://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2021.108010
- Larin, O., Morozov, O., Nazarenko, S., Chernobay, G., Kalynovskyi, A., Kovalenko, R. et. al. (2019). Determining mechanical properties of a pressure fire hose the type of «T». Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (7 (102)), 63–70. doi: http://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.184645
- Nazarenko, S., Kovalenko, R., Gavryliuk, A., Vinogradov, S., Kryvoshei, B., Pavlenko, S. et. al. (2021). Determining the dissipative properties of a flexible pipeline’s material at stretching in the transverse direction taking its structural elements into consideration. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (1 (110)), 12–20. doi: http://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.227039
- Nazarenko, S., Kovalenko, R., Asotskyi, V., Chernobay, G., Kalynovskyi, A., Tsebriuk, I. et. al. (2020). Determining mechanical properties at the shear of the material of “T” type pressure fire hose based on torsion tests. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (7 (107)), 45–55. doi: http://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.212269
- Rogov, V. A., Pozniak, G. G. (2005). Metodika i praktika tekhnicheskikh eksperimentov. Moscow: ITS Akademiia, 288.
- Box, G. E. P., Wilson, K. B. (1951). On the Experimental Attainment of Optimum Conditions. Journal of the Royal Statistical Society: Series B (Methodological), 13 (1), 1–38. doi: http://doi.org/10.1111/j.2517-6161.1951.tb00067.x
- Edition, C. F., Jeff, Wu, Michael, S. Hamada J., Wiley S. (2011). Experiments: Planning, Analysis, and Optimization. Wiley, 760.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Sergii Nazarenko, Galina Kushnareva, Natalia Maslich, Ludmila Knaub, Nataliia Naumenko, Roman Kovalenko, Valery Konkin, Elena Sukharkova, Oleksandr Kolienov
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.
