Eksenel yüklü eğilmeye maruz tel halatlarda oluşan tel gerilmelerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, eksenel olarak yüklenmiş ve aynı zamanda bir tambur etrafında eğilmeye zorlanmış kompleks kesitli bir IWRC (bağımsız tel halat özü) konstrüksiyonuna sahip halatın bireysel tellerindeki gerilmeler incelenmektedir. Halat tellerinin gerilimlerinin incelenmesinde Love, Phillips ve Costello'nun teorileri kullanılmıştır. Hesaplamalarda sürtünme etkileri ihmal edilmiştin bunun sonucunda elde edilen sonuçlann sadece çok iyi yağlanmış veya sadece eksenel gerilmeye maruz halat için uygulandığı varsayılmaktadır. Dönmeye karşı sınırlandırılmış 6 x 19 Seale IWRC halatı için elde edilen sonuçlarda maksimum tel geriliminin, nominal gerilimin 1,5-3 katı olduğu tespit edilmiştir. Analizler sonucu, eksenel yük altındaki ve aynı zamanda bir tambur etrafında eğilmeye zorlanan 6x19 Seale IWRC halatı için (D/d)an0m/E - omaJonom diagramı çizilmiştir. Diagramın kullanılmasıyla, halata ait çapın, kesit alanının, yükün ve tambura ait çap değerinin bilinmesiyle, halat tellerindeki gerilimler bulunabilmektedir. Bölüm 2 ve 3'te halat yapıları, tipleri ve konstrüksiyonları anlatılmaktadır. Bir çok halat tipinin mevcut olmasına rağmen, bir halat genellikle 3 bölümden meydana gelmektedir. (1) demeti oluşturan tel, (2) halat özü, (3) halat özü etrafında helisel olarak sarılan tellerin oluşturduğu demet. Bölüm 4, ince bir telin kinematiklerinin incelenmesiyle başlamaktadır. Denge denklemeleri ince bir tel için türetilerek, tel yükleri ile telin eksenel davranışı arasında bağıntılar sunulmaktadır. Bölüm 5'te, daha sonra teller bir demet formu oluşturacak şekilde bir araya getirilmektedir ve oluşan demetin eksenel yükleme ve eksenel burulma momentine maruz kaldığı düşünülerek eksenel davranımı incelenmektedir. Demetin eğilmesi daha sonra incelenmektedir ve demetin bir tambur üzerinde eğildiği düşünülerek sonuçlar oluşturulmaktadır. Demetin statik davranışı belirlendikten sonra, sonuçlar bölüm 6'da bir halat için genişletilmiştir, öncelikle bağımsız tel halat özü (IWRC) göz önünde bulundurulmaktadır. İfadeler halat tellerindeki gerilimler için tekrar sunulmuştur ve ix halatın bireysel tellerindeki maksimum gerilimleri gösteren diyagram IWRC halat için çizilmiştir. Bölüm 7'de meydana getirilen ifadelerin kullanıldığı sayısal örnekler verilmiştir ve 6 x 19 Seale IWRC halat için (D/d)anom/E - amJomm diyagramı çizilmiştir.

In this work the stresses in the individual wires of complex wire rope are determined for loaded and simultaneously bent over a sheave rope constructions having an internal-wire-rope (IWRC). In the analysis of wire rope stresses, the Love, Phillip's and Costello's theories were used. The effects of friction are neglected; consequently the results are expected to apply only for rope that is well lubricated or for rope that is loaded only in tension (without twisting or bending). Specific results for a 6 x 19 Seale IWRC Rope that is prevented from twisting indicate that the maximum stresses (exclusive of contact stresses) are typically 1,5 to 3 times as large as the nominal rope stress based on rope load and metallic area. By analysing the stresses of individual wires for loaded and bent 6 x 19 Seale IWRC, the (D/d)onom/E - omajGnom diagram was ploted. Once the sheave and rope diameter and load is known, the stresses of individual wires for 6 x 19 Seale IWRC can be determined by using this diagram. The rope constructions, components and general information about the ropes are treated in Chapter 2 and 3. Although there are many different types of constructions, a rope is generally regarded as having three components: (1) wires that from the strand, (2) a core, and (3) multiwire strands that are helically wrapped around a core. Chapter 4 begins with an investigation of the kinematics of a thin wire. The equations of equilibrium are then derived for a wire, and the relations between the internal loads and deformations are presented. The wires are then placed together to form a strand, in Chapter 5, where consideration is given to the static response of a strand subjected to an axial tensile force and an axial twisting moment. The bending of a strand is next investigated, and results are applied to a strand passing over a sheave. Expressions are presented for the axial wire stresses in the above cases. Once the static response of a strand si determined, the results are extended to wire rope, in Chapter 6. An independent wire rope core (IWRC) is considered first, XI and then more complex cross sections are investigate^ Expressions are again presented for the stresses in the rope, and plots depicting the maximum axial wire stresses in the individual wires are drawn. Some numerical examples occupied in Chapter 7. In this chapter, (D/d)onoJE - omJonom diagram was ploted for 6 x 19 Seale IWRC Rope.