• Авторизация


Гнётся или не гнётся. Вот в чём вопрос. 08-06-2016 01:51 к комментариям - к полной версии - понравилось!


Очередной рассказ на тему узлов будет посвящен некоторым характеристикам веревок. Без их учёта глубоко разбираться в теме узлов не получится.
 
Почему только некоторым характеристикам? На настоящий момент нам доступен огромный ассортимент веревок. Статические и динамические, натуральные и синтетические, разной прядности и структуры плетения. И прочих, и прочих.
Все ли характеристики важны? Какие из них на что влияют? Какие интересны нам в первую очередь?
Будем разбираться последовательно.
Возьмём для примера несколько различных верёвок:
 
 
 
Сегодня для сравнения попались следующие экземпляры:
- полиамидный шнур 6 мм;
- жёсткая сизалевая веревка 8 мм;
- относительно мягкая (по сравнению с предыдущей) манильская веревка 8 мм;
- полипропиленовая веревка 10 мм;
- пеньковый трос;
 
Не самый богатый выбор, но их различий вполне достаточно:
 
 
Устроим выбранным веревкам простой тестик. Завяжем на каждой из них простой узел. Затягивать будем сильно, но без фанатизма - только за концы веревок, не уплотняя и не помогая виткам прижаться друг к другу т.к. у нас задача не завязать узел, а оценить разницу веревок:
 
 
Как можно видеть, степень затягивания у них разная. Естественно, в первую очередь это зависит от их мягкости. Поскольку у веревок различная толщина, то правильнее сравнивать относительные величины – размер оставшегося отверстия к диаметру:
 
 
Как и следовало ожидать, лучше всего затянулись самые мягкие веревки. Можно ли считать это показателем? Например надежности завязанного узла? К сожалению нет. Если для полипропиленовой (синей) и манильской (коричневой) это справедливо, т.е. минимальный показатель 0,4d напрямую соответствует надежности тестового узла, то для полиамидной (белой) с близким показателем 0,5d это не так. Завязанный узел развязывается на раз-два. Более того, даже если попытаться уложить витки максимально плотно и затянуть узел максимально возможным усилием, узел всё равно развязывается. На полипропиленовой веревке, например, после такого упражнения узел вряд ли удастся развязать без инструментов.
 
Но это опять же не всё. При самых худших показателях гибкости 0,7d и 0,8d пенька и сизаль тем не менее «держат» завязанный узел гораздо лучше полиамидной. Здесь особых секретов нет – они самые рельефные и шероховатые. За счёт этого витки узла находятся в хорошем зацеплении и не дают узлу развязаться. 
 
Вот мы и вышли на два основных параметра, от которых зависит, какие узлы вроде бы должны держаться на веревке, а какие – нет.
Сформулируем обнаруженные свойства более строго. Да простят меня физики, математики и прочие технари за обозначения. Но мы же хотим разобраться в вопросе, а не прятаться за научной терминологией. 
 
Итак. У нас есть два параметра веревки – внутренний и внешний:
Внутренний параметр «А» - собирательный параметр жесткости (упругость и прочие). За максимальное значение можно принять то, которым обладает стальной трос (практически не гнётся и не сжимается). Соответственно, на таких материалах любой узел очень сложно завязать и не факт, что он будет держаться, если вообще не развяжется сам (попробуйте позавязывать любые узлы на стальном тросике – у вас вряд ли что получится). За минимальное значение параметра «А» можно принять условное значение, которым обладают пористые и гибкие материалы (бинт, лён и прочие). Даже несильно затянутый узел на таких материалах хорошо держится. А сильно затянутый скорее всего придётся разрезать. 
 
Параметр «Б» тоже собирательный, но большей частью он отражает коэффициент трения скольжения. Т.е. насколько легко соседние витки узла будут цепляться друг за друга в зависимости от силы, с которой эти витки прижимаются друг к другу. 
Здесь нас поджидает проблема в том, что параметры «А» и «Б» взаимосвязаны. Но это не важно. Важно, что параметр «Б» условно можно однозначно связать с конкретными материалами и с надёжностью узлов. Так, за минимальное значение можно принять то, которые есть у стального и жесткого полиамидного тросов. Соответственно, за максимальное значение параметра «Б» можно принять условное значение, которым обладают те же пористые и гибкие материалы (бинт, лён и прочие) а также рельефные материалы (канаты, цепи и т.п.)
 
Для подтверждения вышеизложенных утверждений можно взять крайние случаи – на них всё настолько однозначно, что все сомнения в правильности моих утверждений будут развеяны. Например, на одной пряди пенькового троса параметр  «А» минимальный (материал хорошо сжимается и гнётся). Параметр «Б» - напротив максимальный (за счёт ворсинок сцепление витков крайне велико). У части пряди эта разница еще более выразительна:
 
 
С другой стороны, как я уже упоминал, хороший пример – стальной тросик (фото попыток не привожу по понятным причинам).
 
Ну вот, казалось бы, наступила однозначность. Всего два параметра (пусть и собирательных) и картина ясна. Нет. Свою лепту вносят узлы. Точнее их топология. Еще точнее - принципы, на которых держится крепость определенных узлов.
Но об этом в следующий раз. Так же, как и про недоразумение под названием полуштык и старинные английские пословицы.
 
Продолжение следует…
вверх^ к полной версии понравилось! в evernote
Комментарии (4):
Один альпинист говорил, что узел(затянутый и потом развязанный) на веревке приводит к тому, что падает прочность самой веревки, чуть ли не в 14 раз. Изменения прочности от нагрузки нелинейны. Особо это актуально для "резинок", которые используются для страховки, что бы рывком позвоночник не убить. Поэтому после похода все веревки меняются. Так ли это?
AUKolosov 08-06-2016-11:13 удалить
криптолог_эмоций, альпинисты - люди отчаянные. Они одни из немногих, кто вынужден использовать предельные качества веревок, в первую очередь динамических. А факторов, влияющих на это, слишком много - ультрафиолет, вода и влажность, перепады температур, скручивания и перегибы, рывки, трение об острые края. Узлы не всегда занимают там первое место. Сейчас достаточно много исследований на прочность веревок с учетом узлов. Допустим, навязанный узел снижает прочность веревки всего до 85% (это считается хорошим показателем). Эти показатели скорее всего измерены в идеальных условиях. В реальных условиях с учетом только части вышеуказанных факторов будет хуже. Даже при вязке узла важно, есть ли в месте изгиба витка поперечное скручивание. Т.к. после рывка самое худшее произойдет на витке узла, получившего максимальную разрывную нагрузку. Если в этом месте случайно окажется неудачное поперечное скручивание (даже небольшое), то ситуация после рывка будет еще хуже. Т.е. в этом месте в веревке произойдут еще большие необратимые изменения. Поэтому точные числа прочности посчитать практически невозможно. И вполне нормально брать оценку сверху, перекрывая ВСЕ возможные факторы, влияющие на прочность веревок. Будет это в 10 раз или в 20 - какая разница? Кто из тех же альпинистов после использования веревок проверяет остаточную прочность? Для этого много не надо - динамометр с памятью (или просто западающей стрелкой) и легковой машины. А в последние годы ко всему прочему добавляется проблема гуляющего качества и подделок. Я как-то писал про поддельный электрический кабель. Где гарантия, что это не коснулось веревок?
AUKolosov 08-06-2016-21:41 удалить
Исчерпывающе у меня вряд ли получится. Достаточно ознакомиться с достижениями современной индустрии альпинистского снаряжения, чтобы понять, что уже давно есть стандарты и серьезные всеобъемлющие решения для подтверждения заявленных характеристик: [607x526] [624x431] Производство современных веревок. Сердцевина плетется из 50 тысяч нейлоновых нитей. Оплетка из 20 тысяч: [700x397] [700x397] Проверка на стенде на ударную прочность проверяется гораздо большее число раз, чем требуется сертификатом: [700x397] [700x397] Так что у меня есть серьезное подозрение, что сказавший такое утверждение альпинист мягко говоря не в теме. Например поверил на слово страшему товарищу, а тот в своё время своему старшему товарищу. Традиции - штука живучая и поэтому опасная. Жизнь не стоит на месте. P.S. документальный фильм называется "Технологии спорта. Сезон 2. Альпинизм." крайне рекомендую для ознакомления.


Комментарии (4): вверх^

Вы сейчас не можете прокомментировать это сообщение.

Дневник Гнётся или не гнётся. Вот в чём вопрос. | AUKolosov - Дневник Алексея Колосова | Лента друзей AUKolosov / Полная версия Добавить в друзья Страницы: раньше»