Инженерный расчет гибких оболочек лесосплавных опор

Аннотация

В настоящее время актуальным является вопрос доставки древесного сырья из удаленных лесных массивов, где находятся его наиболее крупные объемы. Зачастую эта доставка экономически оправдана только при использовании сети средних и малых рек с применением экологически безопасных технологий. На таких реках предпочтительно для крепления лесосплавных объектов использование мобильных, в частности береговых наполняемых, опор. Приведено описание новой модификации такой опоры, отличающейся от прототипа емкостью, имеющей гибкую оболочку. Это позволяет существенно уменьшить расход материала на создание емкости, габариты опоры в транспортном положении, изготавливать опоры любого реалистичного размера. Выбор наиболее рационального варианта такой емкости предполагает научное обоснование ее параметров. Цель исследования – разработка научных основ для этого обоснования. Теоретическим путем получены аналитические формулы для определения основных геометрических характеристик поперечного сечения рассматриваемой емкости. Данные формулы полезны при научных исследованиях, однако их применение очень проблематично в рамках практических инженерных расчетов. Это объясняется зависимостью указанных характеристик в них от эллиптических интегралов и параметров, которые в инженерной практике замерить очень сложно. Выполнив вычисления по этим формулам для единичной площади поперечного сечения, получили его удельные геометрические характеристики при различных формах, т. е. при различных отношениях ширины к высоте наполняемой емкости. Результатами расчетов стали аппроксимирующие зависимости, связывающие названные характеристики с указанным отношением – коэффициентом формы. Умножение удельных характеристик на квадратный корень площади поперечного сечения дает абсолютные значения соответствующих характеристик. Итогом стали удобные для практического использования формулы, позволяющие определять ширину и высоту наполняемой емкости, ширину ее основания, периметр поперечного сечения, высоты линии нулевого давления и крайней боковой точки сечения над основанием емкости. Точности вычислений по этим и аналитическим формулам почти одинаковы. Получена формула для определения удельного натяжения гибкой оболочки емкости. Установлены характер и степень влияния коэффициента формы и длины емкости на ее другие геометрические характеристики. Разработан алгоритм обоснования ключевых параметров наполняемой емкости, имеющей гибкую оболочку, с применением описанных результатов.