Геометрия каркаса напорного рукава
Поведение рукава при гидравлическом испытании. Практика гидравлического испытания напорных рукавов с небольшим количеством тканевых прокладок, закроенных под углом 45°, показывает, что при возможности свободного изменения диаметра и длины рукава с повышением давления вначале происходит некоторое увеличение наружного диаметра и уменьшение длины рукава, заканчивающееся, в последующем, увеличением обоих этих параметров. При испытании рукавов с оплеткой наблюдается либо описанное, либо обратное явление: увеличение длины и уменьшение диаметра рукава, зависящие от величины угла расположения нитей оплетки по отношению к образующей. Рукава с оплеткой, положенной под углом менее 54—55°, при поднятии давления увеличиваются по диаметру и уменьшаются по длине; угол оплетки увеличивается. Рукава с оплеткой, положенной под углом, большим 55°, увеличиваются по длине и уменьшаются по диаметру; угол оплетки уменьшается. Рукава с оплеткой, положенной под углом 54—55°, вначале мало изменяются по диаметру или по длине. В рукавах с тканевыми прокладками, помещенными так, что по окружности рукава располагаются нити утка, а по длине нити основы (или наоборот), практически не наблюдается заметного изменения угла расположения нитей; длина и диаметр рукава увеличиваются одновременно.
Описанное изменение размеров рукава в условиях гидростатиче ского его нагружения — следствие двух одновременно проявляю щихся причин: смещения нитей под влиянием сил, развивающихся в стенке рукава при повышении в нем давления, и растяжения ни тей из-за возрастающего их нагружения. Причиной смещения нитей являются силы, развивающиеся в стенке рукава слоистой структуры под действием давления на внутреннюю его поверх ность. Смещение теоретически продолжается до тех пор, пока нити не примут направление, совпадающее с направлением внутренних сил в каркасе. Практически же смещение нитей, так называемое становление каркаса, проявляется лишь в большей или меньшей степени в зависимости от сдвиговой жесткости каркаса. Последняя обусловлена: видом и плотностью m элементов текстильной коп струкции, величиной конструкционных (начальных) углов ак; количеством несущих нагрузку слоев каркаса; типом резины, заполняющей клетки между нитями и составляющей резиновые про слойки. Если модуль упругости материала, образующего каркас, мал, увеличение размеров диаметра, вследствие растяжения нитей рукава, становится значительным даже в рукавах с элементами, уложенными под углом, большим 55°.
Геометрическая интерпретация положения элемента каркаса рукава. Структура каркаса рукава определяет его прочность и возможные изменения геометрических параметров. Применяя метод развертки на плоскость внутренней поверхности каркаса рукава (см. рис. 82), можно исследовать геометрию каркаса рукава. Зависимость геометрических параметров, определяемая уравнением