Визначення механічних властивостей напірного пожежного рукава типу «Т»

Experimental research into determining the mechanical properties (elastic and dissipative) of the pressure fire hose of type «T» with an inner diameter of 66 mm under conditions of static load were presented. The experiment was conducted on the experimental setup, which makes it possible to measure force and deformation. In the course of research, a series of field experiments in stretching with the sample under conditions of static loading-unloading cycles was carried out. The tests consisted of 5 cycles (modes) of loading-unloading, which were performed with a two-minute interval. Taking into consideration the experimental data, the elasticity module at stretching the material of the hose in the longitudinal (along the base) direction was determined. It was established that numerical results of mechanical properties depend on the hose loading «history», that is, in the first two load modes, elasticity modules increased and were stabilized only in the subsequent modes. The above, along with a significant reduction in residual deformations, increases the elastic properties of the fire hose material.The results of the conducted studies showed that in the first two cycles, the material demonstrates short-term creep, which gets stabilized in modes 4–5. To generalize the experimental research, the results were approximated by corresponding trend lines. The curves of the sample deformation, which under conditions of cyclic loading-unloading formed the hysteresis loops, were determined. The hysteresis loops obtained during the study showed that in the first two modes, the loop are subjected to quantitative and qualitative changes, specifically, the slope of the hysteresis loop and its area decreases.It was determined that a change of the properties of the material of the fire hose at consecutive loading-unloading deformation cycles are reversed, the gaps between the deformation cycles result in partial restoration of the mechanical characteristics, approximating them to the initial values. Relaxation time is from several hours to several days and even weeks, which depends heavily on the magnitude of the previous relative deformationПредставлены экспериментальные исследования по определению механических свойств (упругих и диссипативных) напорного пожарного рукава типа «Т» с внутренним диаметром 66 мм в условиях статической нагрузки. Эксперимент проведен на опытной установке, которая дает возможность замера силы и деформации. В ходе работы проведен ряд натурных экспериментов на растяжение с образцом в условиях статических циклов (режимы) нагрузки-разгрузки. Испытания состояли из 5 циклов нагрузки-разгрузки, которые проводились с двухминутным интервалом. С учетом экспериментальных данных определены модуль упругости при растяжении материала рукава в продольном (вдоль основания) направлении. Установлено, что численные результаты механических свойств зависят от «истории» нагрузки рукава, то есть на первых двух режимах нагрузки модули упругости увеличивались и только потом на следующих – стабилизировались.Упомянутое, вместе с существенным уменьшением остаточных деформаций, усиливает упругие свойства материала пожарного рукава.Результаты проведенных исследований показали, что при первых двух циклах материал демонстрирует проявление кратковременной ползучести, которая стабилизируется на 4–5 режиме. Для обобщения экспериментальных исследований результаты аппроксимированы соответствующими линиями трендов. Были определены кривые деформирования образцов в условиях циклического нагрузки-разгрузки, которые формировали петли гистерезиса. Полученные петли гистерезиса в ходе исследования показали, что при первых двух режимах петли испытывают количественные и качественные изменения, а именно, уменьшается наклон петли гистерезиса и ее площадь.Установлено, что изменение свойств материала пожарного рукава при последовательных циклах деформаций нагрузки-разгрузки является обратной, промежутки между циклами деформирования приводят к частичному восстановлению механических характеристик, приближая их к исходным значениям. Время релаксации составляет от нескольких часов до нескольких суток и даже недель, в значительной степени зависит от величины предыдущей относительной деформацииПредставлені 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 деформаці

Визначення механічних властивостей напірного пожежного рукава типу «Т»

Experimental research into determining the mechanical properties (elastic and dissipative) of the pressure fire hose of type «T» with an inner diameter of 66 mm under conditions of static load were presented. The experiment was conducted on the experimental setup, which makes it possible to measure force and deformation. In the course of research, a series of field experiments in stretching with the sample under conditions of static loading-unloading cycles was carried out. The tests consisted of 5 cycles (modes) of loading-unloading, which were performed with a two-minute interval. Taking into consideration the experimental data, the elasticity module at stretching the material of the hose in the longitudinal (along the base) direction was determined. It was established that numerical results of mechanical properties depend on the hose loading «history», that is, in the first two load modes, elasticity modules increased and were stabilized only in the subsequent modes. The above, along with a significant reduction in residual deformations, increases the elastic properties of the fire hose material.The results of the conducted studies showed that in the first two cycles, the material demonstrates short-term creep, which gets stabilized in modes 4–5. To generalize the experimental research, the results were approximated by corresponding trend lines. The curves of the sample deformation, which under conditions of cyclic loading-unloading formed the hysteresis loops, were determined. The hysteresis loops obtained during the study showed that in the first two modes, the loop are subjected to quantitative and qualitative changes, specifically, the slope of the hysteresis loop and its area decreases.It was determined that a change of the properties of the material of the fire hose at consecutive loading-unloading deformation cycles are reversed, the gaps between the deformation cycles result in partial restoration of the mechanical characteristics, approximating them to the initial values. Relaxation time is from several hours to several days and even weeks, which depends heavily on the magnitude of the previous relative deformationПредставлены экспериментальные исследования по определению механических свойств (упругих и диссипативных) напорного пожарного рукава типа «Т» с внутренним диаметром 66 мм в условиях статической нагрузки. Эксперимент проведен на опытной установке, которая дает возможность замера силы и деформации. В ходе работы проведен ряд натурных экспериментов на растяжение с образцом в условиях статических циклов (режимы) нагрузки-разгрузки. Испытания состояли из 5 циклов нагрузки-разгрузки, которые проводились с двухминутным интервалом. С учетом экспериментальных данных определены модуль упругости при растяжении материала рукава в продольном (вдоль основания) направлении. Установлено, что численные результаты механических свойств зависят от «истории» нагрузки рукава, то есть на первых двух режимах нагрузки модули упругости увеличивались и только потом на следующих – стабилизировались.Упомянутое, вместе с существенным уменьшением остаточных деформаций, усиливает упругие свойства материала пожарного рукава.Результаты проведенных исследований показали, что при первых двух циклах материал демонстрирует проявление кратковременной ползучести, которая стабилизируется на 4–5 режиме. Для обобщения экспериментальных исследований результаты аппроксимированы соответствующими линиями трендов. Были определены кривые деформирования образцов в условиях циклического нагрузки-разгрузки, которые формировали петли гистерезиса. Полученные петли гистерезиса в ходе исследования показали, что при первых двух режимах петли испытывают количественные и качественные изменения, а именно, уменьшается наклон петли гистерезиса и ее площадь.Установлено, что изменение свойств материала пожарного рукава при последовательных циклах деформаций нагрузки-разгрузки является обратной, промежутки между циклами деформирования приводят к частичному восстановлению механических характеристик, приближая их к исходным значениям. Время релаксации составляет от нескольких часов до нескольких суток и даже недель, в значительной степени зависит от величины предыдущей относительной деформацииПредставлені 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 деформаці

Розробка методу комплектування аварійно-рятувальних формувань оперативними транспортними засобами

The study considers the process of response of emergency rescue units to emergencies and hazardous events occurring on the territory of a city with a population of more than one million people. It has been determined that the flow of calls to the departments of emergency rescue units has a certain structure, and their number correlates with the size of the total area of the housing stock of a settlement. This dependence was described by a polynomial trendline, for which an appropriate equation was composed to determine the number of calls that could be made to the emergency rescue units in the future. These data can also be used to determine the number of emergency vehicles that emergency response units must provide to carry out their intended operations effectively. A method of completing the departments of emergency rescue units with emergency vehicles is proposed taking into account the operational situation in the areas of their on-site visits, and it consists in performing four consecutive stages. The first stage involves the selection of the necessary factors on the basis of analysing statistical data that characterize the process of response of departments of emergency rescue units to various destructive events and the construction of a predictive model. The second stage involves the calculation of the indicator of the specific number of emergency vehicles per call, taking into account the different groups of call flows. The third stage involves determining the total number of emergency vehicles at the emergency rescue units of a settlement. As the mathematical models applied at this stage are based on the Poisson distribution law, there is a limitation in using the proposed method, entailing that the flow of calls must be Poisson. The fourth stage of the calculations involves the redistribution of the previously determined total number of emergency vehicles between the departments of the emergency rescue units, taking into account the peculiarities of the operational situation in the areas of their on-site visits.Выполнено исследование процесса реагирования аварийно-спасательных формирований на чрезвычайные ситуации и опасные события, которые возникают на территории города с населением больше одного миллиона человек. Определено, что поток вызовов, которые поступают в подразделения аварийно-спасательных формирований, имеет определенную структуру и их численность коррелирует с показателем общей площади жилого фонда населенного пункта. Указанная зависимость была описана полиномиальной линиею тренда, для которой было составлено соответствующее уравнение, позволяющее определить численность вызовов, которые могут поступать в будущем в подразделения аварийно-спасательных формирований. Эти данные могут быть также использованы для определения численности оперативных транспортных средств, которыми должны быть обеспечены подразделения аварийно-спасательных формирований для эффективного проведения ими действий по назначению. Предложен метод комплектования подразделений аварийно-спасательных формирований оперативными транспортными средствами с учетом оперативной обстановки в их районах выезда, который заключается в выполнении четырех последовательных этапов. Первый этап предусматривает проведение отбора необходимых показателей на основе анализа статистических данных, которые характеризуют процесс реагирования подразделений аварийно-спасательных формирований на разного рода деструктивные события, и построение прогнозной модели. Второй этап предусматривает проведение расчета показателя приведенной численности автомобилей на вызов с учетом различных групп потоков вызовов. Третий этап предусматривает определение общей численности оперативных транспортных средств для аварийно-спасательных формирований населенного пункта. В связи с тем, что на этом этапе используются математические модели, основанные на законе распределения Пуассона, то существует ограничение при использовании предложенного метода, которое заключается в том, что поток вызовов должен быть пуассоновским. Четвертый этап расчетов предполагает перераспределение ранее определенной общей численности оперативных транспортных средств по подразделениям аварийно-спасательных формирований с учетом особенностей оперативной обстановки в их районах выездаПроведено дослідження процесу реагування аварійно-рятувальних формувань на надзвичайні ситуації та небезпечні події, які виникають на території міста з населенням понад один мільйон осіб. Встановлено, що потік викликів, які надходять до підрозділів аварійно-рятувальних формувань, має певну структуру і їх чисельність корелює з показником загальної площі житлового фонду населеного пункту. Названа залежність була описана поліноміальною лінією тренду для якої було складено відповідне рівняння, яке дозволяє визначити чисельність викликів, які можуть надходити у майбутньому до підрозділів аварійно-рятувальних формувань. Ці дані можуть бути також використані для визначення чисельності оперативних транспортних засобів, якими повинні бути забезпечені підрозділи аварійно-рятувальних формувань для ефективного проведення ними дій за призначенням. Запропоновано метод комплектування підрозділів аварійно-рятувальних формувань оперативними транспортними засобами з урахуванням оперативної обстановки в їх районах виїзду, який полягає у виконанні чотирьох послідовних етапів. Перший етап передбачає проведення відбору необхідних показників на основі аналізу статистичних даних, які характеризують процес реагування підрозділів аварійно-рятувальних формувань на різного роду деструктивні події, та побудову прогнозної моделі. Другий етап передбачає проведення розрахунку показника приведеної чисельності автомобілів на виклик з урахуванням різних груп потоків викликів. Третій етап передбачає визначення загальної чисельності оперативних транспортних засобів для аварійно-рятувальних формувань населеного пункту. У зв’язку з тим, що на цьому етапі використовуються математичні моделі, які ґрунтуються на законі розподілу Пуассона, то існує обмеження при використанні запропонованого методу, яке полягає у тому, що потік викликів повинен бути пуассонівським. Четвертий етап розрахунків передбачає перерозподіл раніше визначеної загальної чисельності оперативних транспортних засобів по підрозділам аварійно-рятувальних формувань з урахуванням особливостей оперативної обстановки в їх районах виїзд

Розробка методу комплектування аварійно-рятувальних формувань оперативними транспортними засобами

The study considers the process of response of emergency rescue units to emergencies and hazardous events occurring on the territory of a city with a population of more than one million people. It has been determined that the flow of calls to the departments of emergency rescue units has a certain structure, and their number correlates with the size of the total area of the housing stock of a settlement. This dependence was described by a polynomial trendline, for which an appropriate equation was composed to determine the number of calls that could be made to the emergency rescue units in the future. These data can also be used to determine the number of emergency vehicles that emergency response units must provide to carry out their intended operations effectively. A method of completing the departments of emergency rescue units with emergency vehicles is proposed taking into account the operational situation in the areas of their on-site visits, and it consists in performing four consecutive stages. The first stage involves the selection of the necessary factors on the basis of analysing statistical data that characterize the process of response of departments of emergency rescue units to various destructive events and the construction of a predictive model. The second stage involves the calculation of the indicator of the specific number of emergency vehicles per call, taking into account the different groups of call flows. The third stage involves determining the total number of emergency vehicles at the emergency rescue units of a settlement. As the mathematical models applied at this stage are based on the Poisson distribution law, there is a limitation in using the proposed method, entailing that the flow of calls must be Poisson. The fourth stage of the calculations involves the redistribution of the previously determined total number of emergency vehicles between the departments of the emergency rescue units, taking into account the peculiarities of the operational situation in the areas of their on-site visits.Выполнено исследование процесса реагирования аварийно-спасательных формирований на чрезвычайные ситуации и опасные события, которые возникают на территории города с населением больше одного миллиона человек. Определено, что поток вызовов, которые поступают в подразделения аварийно-спасательных формирований, имеет определенную структуру и их численность коррелирует с показателем общей площади жилого фонда населенного пункта. Указанная зависимость была описана полиномиальной линиею тренда, для которой было составлено соответствующее уравнение, позволяющее определить численность вызовов, которые могут поступать в будущем в подразделения аварийно-спасательных формирований. Эти данные могут быть также использованы для определения численности оперативных транспортных средств, которыми должны быть обеспечены подразделения аварийно-спасательных формирований для эффективного проведения ими действий по назначению. Предложен метод комплектования подразделений аварийно-спасательных формирований оперативными транспортными средствами с учетом оперативной обстановки в их районах выезда, который заключается в выполнении четырех последовательных этапов. Первый этап предусматривает проведение отбора необходимых показателей на основе анализа статистических данных, которые характеризуют процесс реагирования подразделений аварийно-спасательных формирований на разного рода деструктивные события, и построение прогнозной модели. Второй этап предусматривает проведение расчета показателя приведенной численности автомобилей на вызов с учетом различных групп потоков вызовов. Третий этап предусматривает определение общей численности оперативных транспортных средств для аварийно-спасательных формирований населенного пункта. В связи с тем, что на этом этапе используются математические модели, основанные на законе распределения Пуассона, то существует ограничение при использовании предложенного метода, которое заключается в том, что поток вызовов должен быть пуассоновским. Четвертый этап расчетов предполагает перераспределение ранее определенной общей численности оперативных транспортных средств по подразделениям аварийно-спасательных формирований с учетом особенностей оперативной обстановки в их районах выездаПроведено дослідження процесу реагування аварійно-рятувальних формувань на надзвичайні ситуації та небезпечні події, які виникають на території міста з населенням понад один мільйон осіб. Встановлено, що потік викликів, які надходять до підрозділів аварійно-рятувальних формувань, має певну структуру і їх чисельність корелює з показником загальної площі житлового фонду населеного пункту. Названа залежність була описана поліноміальною лінією тренду для якої було складено відповідне рівняння, яке дозволяє визначити чисельність викликів, які можуть надходити у майбутньому до підрозділів аварійно-рятувальних формувань. Ці дані можуть бути також використані для визначення чисельності оперативних транспортних засобів, якими повинні бути забезпечені підрозділи аварійно-рятувальних формувань для ефективного проведення ними дій за призначенням. Запропоновано метод комплектування підрозділів аварійно-рятувальних формувань оперативними транспортними засобами з урахуванням оперативної обстановки в їх районах виїзду, який полягає у виконанні чотирьох послідовних етапів. Перший етап передбачає проведення відбору необхідних показників на основі аналізу статистичних даних, які характеризують процес реагування підрозділів аварійно-рятувальних формувань на різного роду деструктивні події, та побудову прогнозної моделі. Другий етап передбачає проведення розрахунку показника приведеної чисельності автомобілів на виклик з урахуванням різних груп потоків викликів. Третій етап передбачає визначення загальної чисельності оперативних транспортних засобів для аварійно-рятувальних формувань населеного пункту. У зв’язку з тим, що на цьому етапі використовуються математичні моделі, які ґрунтуються на законі розподілу Пуассона, то існує обмеження при використанні запропонованого методу, яке полягає у тому, що потік викликів повинен бути пуассонівським. Четвертий етап розрахунків передбачає перерозподіл раніше визначеної загальної чисельності оперативних транспортних засобів по підрозділам аварійно-рятувальних формувань з урахуванням особливостей оперативної обстановки в їх районах виїзд

Геометричне моделювання плетіння сіткополотна в невагомості за допомогою інерційного розкриття подвійного маятника

We proposed a geometrical model for weaving a wire cloth using the oscillations of a system of two-link pendulums within an abstract plane and under conditions of weightlessness. It is expected to initiate oscillations through the application of pulses to each of the nodal elements of each of the pendulums, induced by two pulse jet engines. The pendulums are arranged in line on the platform, aligned with an abstract plane. The plane moves in the direction of its normal using the jet engines. Attachment points of the dual pendulums are selected so that when unfolded their last loads come into contact. Upon simultaneous initiation of oscillations of all pendulums and setting the platform in motion, we consider traces from the spatial displacements of the last loads of pendulums. It is assumed that wire that accepts the shape of the specified traces comes from the last loads and forms the zigzag-like elements of the mesh. In order to fix elements of the mesh, it is suggested that they should be point welded at the moments of contact between the last loads of the pendulums. A description of the inertial unfolding of dual pendulums is compiled using a Lagrange equation of the second kind, in which potential energy was not taken into consideration because of weightlessness. Reliability of the considered geometrical model for weaving a wire cloth was verified in a series of created animated videos that illustrated the process of formation of the elements of a wire cloth. Results might prove useful for designing large-sized structures in weightlessness, for example, antennas for ultralong waves.Предложен способ изготовления в невесомости металлического сетеполотна при помощи колебаний ряда двухзвенных маятников. Колебания возникают благодаря влиянию на узлы элементов маятника импульсов двух реактивных двигателей, тем самым обеспечивая его инерционное раскрытие. Описание процесса инерционного раскрытия маятника выполнено с помощью уравнения Лагранжа второго рода. Результаты целесообразно использовать при проектировании масштабных сетеполотен, например активных поверхностей антенн длинноволнового диапазона, и их изготовления в условиях невесомостиЗапропоновано спосіб виготовлення у невагомості металевого сіткополотна за допомогою коливань ряду подвійних маятників. Коливання виникають завдяки впливу на вузли елементів маятника імпульсів двох реактивних двигунів, тим самим забезпечуючи його інерційне розкриття. Опис процесу інерційного розкриття маятника виконано за допомогою рівняння Лагранжа другого роду. Результати доцільно використати при проектуванні масштабних сіткополотен, наприклад активних поверхонь антен довгохвильового діапазону, та їх виготовлення в умовах невагомост

Розробка способу комп’ютерного моделювання періодичної траєкторії переміщення вантажу хитної пружини

Studies of geometric modeling of non-chaotic periodic paths of movement of loads attached to a variety of mathematical pendulums were continued. Pendulum oscillations in a vertical plane of a suspended weightless spring which maintains straightness of its axis were considered. In literature, this type of pendulum is called a swinging spring. The sought path of the load of the swinging spring was modeled with the help of a computer using values of the load weight, stiffness of the spring and its length without load. In addition, initial values of oscillation of the swinging spring were used: initial angle of deviation of the spring axis from the vertical, initial rate of change of this angle as well as initial parameter of the spring elongation and initial rate of elongation change. Calculations were performed using Lagrange equation of the second kind. Variants of finding conditionally periodic paths of movement of a point load attached to a swinging spring with a movable fixing point were considered.Relevance of the topic was determined by necessity of study and improvement of new technological schemes of mechanical devices which include springs, in particular, the study of conditions of detuning from chaotic oscillations of the elements of mechanical structures and determination of rational values of parameters to ensure periodic paths of their oscillation.A method for finding values of a set of parameters for providing a nonchaotic periodic path of a point load attached to a swinging spring was presented. The idea of this method was explained by the example of finding a periodic path of the second load of the double pendulum.Variants of calculations for obtaining periodic paths of load movement for the following set parameters were given:‒ length of the spring without load and its stiffness at an unknown value of the load weight;‒ length of the spring without load and the value of the load weight at unknown spring stiffness;‒ value of the load weight and stiffness of the spring at an unknown length of the spring without load.As an example, determination of the values of a set of parameters to provide a non-chaotic, conditionally periodic path of movement of a point load attached to a swinging spring with a movable attachment point was considered.Phase paths of functions of generalized coordinates (values of angles of deflection of the swinging spring axis from the vertical and extension of the spring) were constructed with the help of which it is possible to estimate ranges of these values and rates of their variation.The results can be used as a paradigm for studying nonlinear coupled systems as well as in calculating variants of mechanical devices where springs affect oscillation of their elements when it is necessary to detune from chaotic movements of loads in the technologies using mechanical devices and provide periodic paths of their movementПродолжено исследования геометрического моделирования нехаотических периодических траекторий движения грузов разновидностей математических маятников. Рассматриваются маятниковые колебания в вертикальной плоскости подвешенной невесомой пружины, сохраняющей при этом прямолинейность своей оси. В литературе такой вид маятника называют качающейся пружиной (swinging spring). Искомая траектория груза качающейся пружины при помощи компютера моделируется с использованием значений массы груза, жесткости пружины и ее длины без нагрузки. Кроме того, используются начальные величины параметров инициирования колебаний качающейся пружины: начальный угол отклонения оси пружины от вертикали, начальная скорость изменения величины этого угла, а также начальный параметр удлинения пружины и начальная скорость изменения удлинения. Расчеты выполнены с помощью уравнения Лагранжа второго рода. Рассмотрены варианты нахождения условно периодических траекторий движения точечного груза качающейся пружины с подвижной точкой крепления.Актуальность темы определяется необходимостью исследования и усовершенствования новых технологических схем механических устройств, в состав которых входят пружины. В частности, исследования условий отмежевания от хаотичных колебаний элементов механических конструкций и определения рациональных значений параметров для обеспечения периодических траекторий их колебаний.Приведен способ нахождения значений набора параметров для обеспечения нехаотической периодической траектории движения точечного груза качающейся пружины. Идею способа объяснено на примере нахождения периодической траектории движения второго груза двойного маятника.Приведены варианты расчетов для получения периодических траектории движения груза, когда заданные параметры:– длина пружины без нагрузки и ее жесткость с неизвестной величиной массы груза;– длина пружины без нагрузки и величина массы груза с неизвестной жесткостью пружины;– величина массы груза и жесткость пружины с неизвестной длиной пружины без нагрузки.В качестве примера рассмотрено нахождение значений набора параметров для обеспечения нехаотической условно периодической траектории движения точечного груза качающейся пружины с подвижной точкой крепления.Построены фазовые траектории функций обобщенных координат (значений углов отклонения оси пружины от вертикали и удлинения качающейся пружины) с помощью которых можно оценить диапазоны указанных величин и скоростей их изменения.Результаты можно использовать как парадигму для изучения нелинейных связанных систем, а также при расчетах вариантов механических устройств, где пружины влияют на колебания их элементов. Когда в технологиях использования механических устройств необходимо отмежеваться от хаотичных перемещений грузов, а обеспечить периодические траектории их движенияПродовжено дослідження геометричного моделювання нехаотичних періодичних траєкторій руху вантажів різновидів математичних маятників. Розглядаються маятникові коливання у вертикальній площині підвішеної невагомої пружини, зберігаючої при цьому прямолінійність своєї осі. В літературі такий вид маятника називають хитною пружиною (swinging spring). Шукана траєкторія вантажу хитної пружини за допомогою комп’ютера моделюється з використанням значень маси вантажу, жорсткості пружини та її довжини в ненавантаженому стані. Крім того, використовуються такі початкові величини параметрів ініціювання коливань хитної пружини: кут відхилення осі пружини від вертикалі, швидкість зміни величини цього кута, а також параметр подовження пружини та швидкість зміни подовження. Розрахунки виконано за допомогою рівняння Лагранжа другого роду. Також розглянуто варіанти знаходження періодичних траєкторій точкового вантажу хитної пружини з рухомою (вздовж координатних осей) точкою кріплення.Актуальність теми визначається необхідністю дослідження та удосконалення нових технологічних схем механічних пристроїв, до складу яких входять пружини. Зокрема, дослідження умов відмежування від хаотичних коливань елементів механічних конструкцій та визначення раціональних значень параметрів для забезпечення періодичних траєкторій їх коливань.Наведено спосіб знаходження значень набору параметрів для забезпечення нехаотичної періодичної траєкторії руху точкового вантажу хитної пружини. Ідею способу пояснено на прикладі знаходження періодичної траєкторії руху другого вантажу подвійного маятника.Наведено варіанти розрахунків для одержання періодичних траєкторії руху вантажу, коли задані параметри:– жорсткість пружини та її довжина без навантаження, але невідома величина маси вантажу;– величина маси вантажу та довжина пружини без навантаження, але невідома жорсткість пружини;– величина маси вантажу та жорсткість пружини, але невідома довжина пружини без навантаження.Також розглянуто знаходження значень набору параметрів для забезпечення умовно періодичної траєкторії руху точкового вантажу хитної пружини з рухомою точкою кріплення.Побудовано фазові траєкторії функцій узагальнених координат (значень кутів відхилення осі пружини від вертикалі та подовження хитної пружини) за допомогою яких можна оцінити діапазони зазначених величин та швидкостей їх зміни.Результати можна використати як парадигму для вивчення нелінійних зв'язаних систем, а також при розрахунках варіантів механічних пристроїв, де пружини впливають на коливання їх елементів. Коли в технологіях використання механічних пристроїв необхідно відмежуватися від хаотичних переміщень вантажів, а забезпечити періодичні траєкторії їх рух

Розробка способу комп’ютерного моделювання періодичної траєкторії переміщення вантажу хитної пружини

Studies of geometric modeling of non-chaotic periodic paths of movement of loads attached to a variety of mathematical pendulums were continued. Pendulum oscillations in a vertical plane of a suspended weightless spring which maintains straightness of its axis were considered. In literature, this type of pendulum is called a swinging spring. The sought path of the load of the swinging spring was modeled with the help of a computer using values of the load weight, stiffness of the spring and its length without load. In addition, initial values of oscillation of the swinging spring were used: initial angle of deviation of the spring axis from the vertical, initial rate of change of this angle as well as initial parameter of the spring elongation and initial rate of elongation change. Calculations were performed using Lagrange equation of the second kind. Variants of finding conditionally periodic paths of movement of a point load attached to a swinging spring with a movable fixing point were considered.Relevance of the topic was determined by necessity of study and improvement of new technological schemes of mechanical devices which include springs, in particular, the study of conditions of detuning from chaotic oscillations of the elements of mechanical structures and determination of rational values of parameters to ensure periodic paths of their oscillation.A method for finding values of a set of parameters for providing a nonchaotic periodic path of a point load attached to a swinging spring was presented. The idea of this method was explained by the example of finding a periodic path of the second load of the double pendulum.Variants of calculations for obtaining periodic paths of load movement for the following set parameters were given:‒ length of the spring without load and its stiffness at an unknown value of the load weight;‒ length of the spring without load and the value of the load weight at unknown spring stiffness;‒ value of the load weight and stiffness of the spring at an unknown length of the spring without load.As an example, determination of the values of a set of parameters to provide a non-chaotic, conditionally periodic path of movement of a point load attached to a swinging spring with a movable attachment point was considered.Phase paths of functions of generalized coordinates (values of angles of deflection of the swinging spring axis from the vertical and extension of the spring) were constructed with the help of which it is possible to estimate ranges of these values and rates of their variation.The results can be used as a paradigm for studying nonlinear coupled systems as well as in calculating variants of mechanical devices where springs affect oscillation of their elements when it is necessary to detune from chaotic movements of loads in the technologies using mechanical devices and provide periodic paths of their movementПродолжено исследования геометрического моделирования нехаотических периодических траекторий движения грузов разновидностей математических маятников. Рассматриваются маятниковые колебания в вертикальной плоскости подвешенной невесомой пружины, сохраняющей при этом прямолинейность своей оси. В литературе такой вид маятника называют качающейся пружиной (swinging spring). Искомая траектория груза качающейся пружины при помощи компютера моделируется с использованием значений массы груза, жесткости пружины и ее длины без нагрузки. Кроме того, используются начальные величины параметров инициирования колебаний качающейся пружины: начальный угол отклонения оси пружины от вертикали, начальная скорость изменения величины этого угла, а также начальный параметр удлинения пружины и начальная скорость изменения удлинения. Расчеты выполнены с помощью уравнения Лагранжа второго рода. Рассмотрены варианты нахождения условно периодических траекторий движения точечного груза качающейся пружины с подвижной точкой крепления.Актуальность темы определяется необходимостью исследования и усовершенствования новых технологических схем механических устройств, в состав которых входят пружины. В частности, исследования условий отмежевания от хаотичных колебаний элементов механических конструкций и определения рациональных значений параметров для обеспечения периодических траекторий их колебаний.Приведен способ нахождения значений набора параметров для обеспечения нехаотической периодической траектории движения точечного груза качающейся пружины. Идею способа объяснено на примере нахождения периодической траектории движения второго груза двойного маятника.Приведены варианты расчетов для получения периодических траектории движения груза, когда заданные параметры:– длина пружины без нагрузки и ее жесткость с неизвестной величиной массы груза;– длина пружины без нагрузки и величина массы груза с неизвестной жесткостью пружины;– величина массы груза и жесткость пружины с неизвестной длиной пружины без нагрузки.В качестве примера рассмотрено нахождение значений набора параметров для обеспечения нехаотической условно периодической траектории движения точечного груза качающейся пружины с подвижной точкой крепления.Построены фазовые траектории функций обобщенных координат (значений углов отклонения оси пружины от вертикали и удлинения качающейся пружины) с помощью которых можно оценить диапазоны указанных величин и скоростей их изменения.Результаты можно использовать как парадигму для изучения нелинейных связанных систем, а также при расчетах вариантов механических устройств, где пружины влияют на колебания их элементов. Когда в технологиях использования механических устройств необходимо отмежеваться от хаотичных перемещений грузов, а обеспечить периодические траектории их движенияПродовжено дослідження геометричного моделювання нехаотичних періодичних траєкторій руху вантажів різновидів математичних маятників. Розглядаються маятникові коливання у вертикальній площині підвішеної невагомої пружини, зберігаючої при цьому прямолінійність своєї осі. В літературі такий вид маятника називають хитною пружиною (swinging spring). Шукана траєкторія вантажу хитної пружини за допомогою комп’ютера моделюється з використанням значень маси вантажу, жорсткості пружини та її довжини в ненавантаженому стані. Крім того, використовуються такі початкові величини параметрів ініціювання коливань хитної пружини: кут відхилення осі пружини від вертикалі, швидкість зміни величини цього кута, а також параметр подовження пружини та швидкість зміни подовження. Розрахунки виконано за допомогою рівняння Лагранжа другого роду. Також розглянуто варіанти знаходження періодичних траєкторій точкового вантажу хитної пружини з рухомою (вздовж координатних осей) точкою кріплення.Актуальність теми визначається необхідністю дослідження та удосконалення нових технологічних схем механічних пристроїв, до складу яких входять пружини. Зокрема, дослідження умов відмежування від хаотичних коливань елементів механічних конструкцій та визначення раціональних значень параметрів для забезпечення періодичних траєкторій їх коливань.Наведено спосіб знаходження значень набору параметрів для забезпечення нехаотичної періодичної траєкторії руху точкового вантажу хитної пружини. Ідею способу пояснено на прикладі знаходження періодичної траєкторії руху другого вантажу подвійного маятника.Наведено варіанти розрахунків для одержання періодичних траєкторії руху вантажу, коли задані параметри:– жорсткість пружини та її довжина без навантаження, але невідома величина маси вантажу;– величина маси вантажу та довжина пружини без навантаження, але невідома жорсткість пружини;– величина маси вантажу та жорсткість пружини, але невідома довжина пружини без навантаження.Також розглянуто знаходження значень набору параметрів для забезпечення умовно періодичної траєкторії руху точкового вантажу хитної пружини з рухомою точкою кріплення.Побудовано фазові траєкторії функцій узагальнених координат (значень кутів відхилення осі пружини від вертикалі та подовження хитної пружини) за допомогою яких можна оцінити діапазони зазначених величин та швидкостей їх зміни.Результати можна використати як парадигму для вивчення нелінійних зв'язаних систем, а також при розрахунках варіантів механічних пристроїв, де пружини впливають на коливання їх елементів. Коли в технологіях використання механічних пристроїв необхідно відмежуватися від хаотичних переміщень вантажів, а забезпечити періодичні траєкторії їх рух

Визначення механічних властивостей при зсуві матеріалу напірного пожежного рукава типу «Т» з випробувань на кручення

This paper reports the results of experimental studies into determining mechanical properties (elastic and dissipative) at the shear of the material of a pressure fire hose of the "T" type with the internal diameter of 77 mm using torsion tests. During the studies, a series of field experiments have been conducted on the torsion of the pressure fire hose samples with internal hydraulic pressure (P) in a hose of 0.2 МPа (Р1), 0.4 МPа (Р2), and 0.6 МPа (Р3) under conditions of static loading-unloading cycles. The tests consisted of 6 cycles – for each of the (P) loading-unloading cycles, which were carried out at a two-minute interval, the rigidity and elasticity modules at the shear of the material of a hose were determined by means of torsion tests. It was established that the numerical results of mechanical properties depend on the hose load "history", that is, the elasticity modules increased in the first two, three load cycles, and they stabilized only afterward at the level of 3.04 MPa for Р1, 4.35 МPа for Р2, 4.39 МPа for Р3. The above, together with a significant decrease in residual deformations, strengthens the elastic properties of the fire hose material.The results of the research have been approximated by the corresponding trend lines. The equation of dependence of the current torque on deformation was determined. The curves of the deformation of samples, which, under the conditions of cyclic loading-unloading, formed hysteresis loops, were established. The resulting hysteresis loops during the study in the first two modes undergo quantitative and qualitative changes, namely, the slope and its area decrease. The similarity of experimental studies at different internal pressures (P) was established.A change in the properties of the material of a fire hose at the consecutive loading-unloading deformation cycles is reverse, the gaps between the deformation cycles lead to a partial restoration of the mechanical characteristics, approximating them to the original valuesПредставлены экспериментальные исследования по определению механических свойств (упругих и диссипативных) при сдвиге материала напорного пожарного рукава типа «Т» с внутренним диаметром 77 мм с испытаний на кручение. В ходе работы проведен ряд натурных экспериментов на кручение образцов напорного рукава с внутренним гидравлическим давлением (Р) в рукаве 0.2 МПа (Р1), 0.4 МПа (Р2) и 0.6 МПа (Р3) в условиях статических циклов нагрузки-разгрузки. Испытания состояли из 6 циклов – для каждого из (Р) нагрузки-разгрузки, которые проводились с двухминутным интервалом, определены жесткость и модули упругости при сдвиге материала рукава с испытаний на кручение. Установлено, что многочисленные результаты механических свойств зависят от «истории» нагрузки рукава, то есть на первых двух, трех циклах нагрузки модули упругости увеличивались и только потом на следующих – стабилизировались на уровне 3.04 МПа для Р1, 4.35 МПа для Р2, 4.39 МПа для Р3. Указанное, вместе с существенным уменьшением остаточных деформаций, усиливает упругие свойства материала пожарного рукава.Результаты исследований аппроксимированы соответствующими линиями трендов. Определены уравнения зависимости действующего крутящего момента от деформации. Установлено кривые деформирования образцов в условиях циклического погрузки-разгрузки формировали петли гистерезиса. Полученные петли гистерезиса в ходе исследования на первых двух режимах испытывают количественных и качественных изменений, а именно, уменьшается наклон и его площадь. Установлено сходство экспериментальных исследований между собой при различных внутренних давлениях (Р).Изменение свойств материала пожарного рукава при последовательных циклах деформаций нагрузки-разгрузки является обратной, промежутки между циклами деформирования приводят к частичному восстановлению механических характеристик, приближая их к исходным значениямПредставлені експериментальні дослідження з визначення механічних властивостей (пружних та дисипативних) при зсуві матеріалу напірного пожежного рукава типу «Т» із внутрішнім діаметром 77 мм з випробувань на кручення. В ході роботи проведено низку натурних експериментів на кручення зразків напірного рукава з внутрішнім гідравлічним тиском (Р) в рукаві 0.2 МПа (Р1), 0.4 МПа (Р2) та  0.6 МПа (Р3) в умовах статичних циклів навантаження-розвантаження. Випробування складались з 6 циклів – для кожного з (Р) навантаження-розвантаження, які проводилися із двохвилинним інтервалом, визначено жорсткість та модулі пружності при зсуві матеріалу рукава з випробувань на кручення. Встановлено, що чисельні результати механічних властивостей залежать від «історії» навантаження рукава, тобто на перших двох, трьох циклах навантаження модулі пружності збільшувалися і лише потім на наступних – стабілізувалися на рівні 3.04 МПа для Р1, 4.35 МПа для Р2, 4.39 МПа для Р3. Вказане, разом із суттєвим зменшенням залишкових деформацій, посилює пружні властивості матеріалу пожежного рукава.Результати досліджень апроксимовані відповідними лініями трендів. Визначено рівняння залежності діючого крутного моменту від деформації. Встановлено криві деформування зразків, що в умовах циклічного навантаження-розвантаження формували петлі гістерезису. Отримані петлі гістерезису в ході дослідження на перших двох режимах зазнають кількісних та якісних змін, а саме, зменшується нахил та його площа. Встановлено схожість експериментальних досліджень між собою при різних внутрішніх тисках (Р).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 значен