Основы механики неидеального в геометрическом и силовом отношениях каната: До сих пор мы оставляли в силе допущение о равноправности винтовых элементов в каждом слое в геометрическом и силовом отношениях. Однако эта идеализация не всегда допустима.

В реальных условиях эксплуатации канатов практически всегда имеются отклонения от идеальной структуры и равномерного распределения нагрузок между элементами слоя, которые приводят к несимметричному растяжению, сопровождающемуся винтовой деформацией каната в виде штопора. Наиболее распространенным примером такого типа является переходной участок у блока, барабана или концевой заделки.

Можно утверждать, что практически всегда у взаимодействующих с канатом деталей машин имеются переходные участки с неравномерным распределением нагрузок в слое винтовых элементов каната. Кроме того, в эксплуатации достаточно часто проявляется структурный дефект в виде волнистости каната, обусловленный технологическими причинами - неравномерным натяжением прядей при свивке каната, неудовлетворительным качеством сердечника и др. В частности, в шахтном подъеме по причине волнистости бракуется около 25 % канатов с металлическим сердечником.

Заметим, что в связи с несовершенством конструкции канатовьющих машин практически невозможно обеспечить равномерное натяжение элементов при свивке каната, поэтому можно считать, что предпосылки к волнистости в той или иной мере имеются во всех канатах, хотя и не всегда проявляются визуально. Вследствие этого канат испытывает винтовой изгиб в виде штопора с определенным законом изменения кривизны Хх) и изгибающим моментом Ми(х).

При необходимости из уравнений (5.68)-(5.75) путём интегрирования могут быть получены соответствующие перемещения. Кроме того, деформации каната в отдельных случаях могут быть замерены инструментально, например, параметры штопора или волнистости каната, находящегося в эксплуатации. Таким образом, задача уточненного прочностного расчета каната решена до конца.

В работе приведен расчет напряжений при свободном растяжении каната (ГОСТ 3070-66) диаметром 27,0 мм при запасе прочности zp - 2.. .4 9 из которого следует, что максимальные нормальные напряжения в опасных точках наружных проволок превышают напряжения растяжения в 1,4 -1,6 раза. Проверка полученных формул проводилась путём сопоставления с опытами [97], в которых электротензометрическим способом определялись нормальные напряжения в крайнем волокне наружной проволоки в канатах разных конструкций при чистом и свободном растяжении.