Исследование состояния свободно подвешенного провода
Цель работы
Целью работы является исследование провисания в пролете свободно подвешенного провода при точках подвеса, расположенных на разных уровнях.
Краткие теоретические сведения
Расположение точек подвеса провода на одном уровне относится к идеальному случаю. В общем случае, что наиболее часто встречается в практике, уровень подвеса разный.
На рис.3.1 изображена расчетная схема провисания провода в пролете с точками подвеса, расположенными на разных уровнях (точки А и В).
Рис.3.1. Расчетная схема
Рассмотрим эквивалентную схему провисания провода в пролете с точками подвеса на одном уровне (точки А и С). Уравнение кривой провисания для этой схемы
(3.1)
где g – нагрузка, равномерно распределенная вдоль пролета, [даН/м];
H – натяжение провода, [даН];
l1 – длина пролета между точками А и С, [м].
С помощью выражения (3.1) описывается положение провода в пролете с точками подвеса на разных уровнях.
С учетом зависимости между l1 и l
(3.2)
выражение (3.1) можно записать следующим образом:
(3.3)
где Δh – разность уровней подвеса провода, [м];
– стрела провеса провода в пролете с длиной l при точках подвеса, расположенных на одном уровне, [м].
Для определения расстояния до точки, соответствующей максимальной стреле провеса, находят экстремум функции (3.3).
Тогда
(3.4)
Подставляя значение, полученное из выражения (3.4), в выражение (3.3) определяют максимальную стрелу провеса.
Описание стенда
В лаборатории смонтирована модель свободно подвешенного провода, который заанкерован жёстко на опоре №2, а на опоре №3 имеется компенсатор.
Содержание работы
Задают натяжение проводу и измеряют его фактические провесы, которые затем сравнивают с расчетными.
Порядок выполнения работы
1. В соответствии с вариантом задания (табл.3.1) задают натяжение провода.
2. Через каждые 100 мм с помощью линейки определяют провес провода от опоры №2 к опоре №3 (от более высокой точки подвески к более низкой). Полученные данные заносят в таблицу 3.2.
3. Замеряют разность уровней ∆h на опоре №3 (по осям проводов).
4. По приведённым формулам вычисляют расчётным путём провес провода в тех же самых точках, что и при физическом опыте. Данные заносят в табл.3.2. Здесь же вычисляют разность между фактическими и расчётными значениями провеса в каждой точке. При расчетах следует принять l = 4,815 м; g = 0,021 даН/м.
5. Расчётным путем находят расстояние от опоры №2 до нижайшей точки провода в пролёте и рассчитывают максимальную стрелу провеса. Расчёты заносят в табл.3.2 и производят расчёт отклонений (как разницу между фактическим и расчётным значением).
Таблица 3.1
Варианты задания
| Вариант 1 | 250 грамм | Вариант 5 | 450 грамм |
| Вариант 2 | 300 грамм | Вариант 6 | 500 грамм |
| Вариант 3 | 350 грамм | Вариант 7 | 550 грамм |
| Вариант 4 | 400 грамм | Вариант 8 | 600 грамм |
Таблица 3.2
Экспериментальные данные и результаты расчетов
| x, м | 0,1 | 0,2 | 0,3 | … | 4,8 | ||
| yx, м | фактическое | ||||||
| расчетное | |||||||
| Δy = yфакт – yрасч, м |
Содержание отчёта
1. Цель работы
2. Рабочая схема положения свободно подвешенного провода при заданном натяжении.
3. Необходимые формулы, расчёты, таблицы
4. Ответы на контрольные вопросы.
Контрольные вопросы
1. Чем можно объяснить появление отклонений между фактическими и расчётными значениями?
2. Как изменяется место положения нижней точки провода в пролёте при изменении натяжения провода?
Часть 2