船用纜繩強度的計算.pdf

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1、第卷第期大連海運學院學報,年月船用纜繩強度的計算’劉正江航海系船藝教研室〔摘要」利用船用纖維纜繩強度標準值與常見的估算方法計算值進行了比較,并給出了標準值的回歸,,。估算式同時還給出了纜繩伸長率的計算方法對船舶駕駛人員安全系泊有一定的參考意義關鍵詞纖維纜繩破斷強度伸長率中圖法分類號纖維纜繩在船舶系泊、靠、離泊操縱及拖帶作業(yè)中都起著重要作用。而纜繩強度則是船員最為關心的問題。因纜繩強度不夠而造成的斷纜,影響船舶安全的事故時有發(fā)生。令,一,操縱人員為難的是關于纜繩破斷強度的估算方法頗多但結果卻不統(tǒng)而纜繩彈性的估。,,算更難以見到為

2、此筆者利用現(xiàn)有纜繩強度試驗資料與現(xiàn)有估算方法進行了比較并給出標準試驗資料的回歸估算式,同時對纜繩彈性問題進行了一些分析,給出了伸長率與纜繩負荷應力的關系式?？紤]到船上實際情況,本文主要以馬尼拉、尼龍、滌綸、維尼龍等種類的纜繩為例進行討論。纜繩破斷強度的計算國內(nèi)外有關纜繩破斷強度的估算方法頗多,其計算結果也有區(qū)別,筆者列在這里作為比較文獻〕給出了馬尼拉的破斷強度估算方法破斷強度一口、常期使用安全負荷。偶爾使用的工作負荷一少文獻給出了馬尼拉的破斷強度于文獻〔〕則根據(jù)纖維性質(zhì)給出破斷強度的估算方法,收稿一一日期大連海運學院學報卷口、

3、、、,︺產(chǎn)、護、、產(chǎn)、八任八月以卜、聲‘了少氣了、了、夕、悅石仁‘、了義卜入,︼一﹃﹄﹄文獻〕給出了編絞尼龍纜繩破斷強度及安全強度一,文獻〔〕給出的破斷力計算式為‘“式中為材料,,尼龍,,系數(shù)其取值為馬尼拉絳綸維尼綸,,,,,,式中表示纜繩周長的單位為寸單位為表示纜繩直徑單位為仁卜’?！?,筆者根據(jù)收集的國外資料對纜繩破斷強度標準值進行了回歸標準值如表表纖維纜繩破斷強度馬尼拉尼龍絳綸維尼號維尼號直徑噸噸噸噸噸破斷強度的估算式如下,·“馬尼拉刀尼龍刀,·“·‘·“絳綸朋維一‘,日尼龍?zhí)栆弧?維尼龍?zhí)栆皇街袨槔|,繩直徑單位,式,

4、式估算值比標,式的估算值則均大各式與標準值的比較表明準值偏小,,,,于試驗值尤其是當直徑增大時誤差達六分之一式的估算值與試驗值較為接近但,比。在纜繩直徑大于時試驗值偏小本文所給的回歸式的估算值與試驗值極為吻,,,,合相關數(shù)在以上見圖期劉正江船用纜繩強度的計算應,當指出的是文中所用數(shù)據(jù)為三召別股擰絞纜的標準值。若為編織纜則破斷試驗值。,強度有所減弱文獻〔〕皆指出化纖編嘗之召一一丫濘一只織纜比化纖擰絞纜強度下降達此卜石、、外,有報告指出匡“〕由于制造廠家及泛歲纖維質(zhì)量的區(qū)別,其破斷強度與標準值有出入。一般試驗結果表明,其試驗值均每

5、廬尹大于標準值。從安全角度考慮本文所取標準值是合理的。二試驗值圖馬尼拉纜破斷強度估算式的比較山,峨火,‘八︵匕馬﹄,︹門戶纜繩伸長率的估算,,在拉力的作用下纖維纜繩將會伸長其伸長率取決,于該種性質(zhì)纜繩的彈性模量關系如下式曰從聲了」刃一一萬了︵白勺八曰入日式中為纜繩的縱向應變或伸長率為纜繩承受正應力為纜繩的彈性模量。擴尸一下。尸為外力為纜繩橫截面積有關纜繩彈性模量的資一’而。,,,,料頗少筆者根據(jù)文獻叼所給的試驗數(shù)據(jù)換算圖尼龍纜繩破斷強度估算式的比較出纜繩負荷與伸長率之間的關系,如圖所示。顯然伸長率與纜繩拉力之間的關系是非線性的

6、。我們給出估算式如下·刀尼龍。,“‘。馬尼拉。,·“·‘,滌綸?！S尼號￡‘·“,·維尼號一。,“,。,式中為應變率的百分數(shù)各種材料破斷伸長率如表所示,對應于這些值的應力即為破斷應力。由圖可,見公式一的估算值在纜繩負荷為,,而破斷力一半時能和實驗值較好地吻合當伸長率增加時對應的負荷與實驗值相比前者偏低。幸運的是在安全負荷,,范圍內(nèi)即使在偶一使用的安全負荷情況下其允許應力也圖滌綸纜繩破斷強度,所以一式能較好僅是破斷應力的地反映伸長率估算式的比較大連海運學院學報卷與拉應力之間的關系。喪纜繩破斷伸長率。。試驗值一估算值品名破斷負荷破

7、斷伸長率,,日一一一少乙馬尼拉七山尼龍‘,匕自內(nèi)心、、滌綸維尼號。伸長率維尼號圖馬尼拉纜拉應力與伸長率的關系纜繩吸收的能量、的·。。之日試驗值,一估算值由上節(jié)的分析可知纜繩的負荷與伸長率之間存在別,顯然在著非線性的函數(shù)關系系泊操縱用纜過程中纜繩所吸收的外力能量與纜繩的伸長率也有著密切的關系。根據(jù)做功原理,纜繩吸收的能量可由下式表示?！埂?。式中尸為纜繩抵卸外力的反作用力為纜繩伸長量由,,圖尼龍纜拉應力于纜繩的彈性因素纜繩在外力作用下是逐漸伸長的,尸」,與伸長率的關系其反作用力也逐漸增大即為的函數(shù)因而纜繩叫日。。試驗值月日二試驗值

8、二‘﹄,一估算值一估算值。苦丁燕落誓丁瓜。圖滌綸拉應力與伸長率的關系圖維尼綸號拉應力與伸長率的關系所做的功或者說纜繩所吸收的能量如圖陰影部分所示。于是式可進一步改寫為·」」?！?。,。又刁一為纜繩原長度“?！ぁ??！骨乙?。?！に匀铡Ｊ晔な??！なぁ皳羰俅螌⑹阶冃螢槠?/p>