一種測試超高分子繩索相對伸長率的方法
【專利摘要】本發明公開了一種測試超高分子繩索相對伸長率的方法，這種方法能夠測定超高分子繩索的真實相對伸長率，實施簡單方便。該方法通過將繩索兩端固定，并在兩端點處設置拉力傳感器，在繩索某一點處加載載荷，在兩種不同載荷條件下，研究繩索張力與索長變化的關系，能夠避免目前拉伸試驗時，因繩索直徑無法精確測量，拉力試驗機行程有限，且無法對繩索進行有效固定引起最終解算的彈性模量不準確的缺點，以保證準確測量得繩索的相對伸長率。
【專利說明】一種測試超高分子繩索相對伸長率的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于野外環境下測試繩索相對伸長率的方法，具體涉及一種測試超高分子繩索相對伸長率的方法，即采用張力法測試超高分子繩索相對伸長率以及采用垂度法和張力法結合測試超高分子繩索相對伸長率。
【背景技術】
[0002]目前，為了得到繩索的彈性模量，人們通常是通過拉伸試驗來測定。即將繩索試件固定在拉力試驗機卡頭上，固定好后調整固定卡頭的縱向位置，使繩索試件處于自然繃緊狀態，準備就緒后，開始對試件加力進行拉伸試驗，同時實時記錄力和變形情況。
[0003]超高分子繩索指分子量超高100萬以上的聚乙烯等繩索。
[0004]繩索為編制結構，它是由很多平行纖維束構成復絲，由復絲平行捻制而成單小股，由單小股平行捻制而成大股，最后由大股平行捻制而成繩。且為保護繩索，防止繩索磨損，繩索外面套有護套。繩索截面為不規則形狀。因此，繩索的直徑無法精確測量得到。而且由于繩索為編制結構，受力后，繩索發生很大的變形，截面變小，這也給計算引入了誤差；
[0005]繩索的材料決定了繩索的延伸率很大，而目前測試彈性模量用的拉力試驗機普遍行程有限，因此，測試結果不能準確的反映繩索力和變形情況；
[0006]繩索為編制結構，存在結構伸長，在拉力試驗機行程較小的情況下，測試的形變還含有結構伸長的部分，不是彈性形變的準確值；
[0007]由于繩索屬于柔性試 件，受載后變形量大，截面迅速變小，卡頭直接與試件接觸時易打滑且卡頭會對繩索試件產生破壞，因此常規夾持固定方法并不適用。
【發明內容】
[0008]本發明的目的在于提供一種測試超高分子繩索相對伸長率的方法，即采用張力法測試超高分子繩索相對伸長率以及采用垂度法和張力法結合測試超高分子繩索相對伸長率，解決目前拉伸試驗時，因繩索直徑無法精確測量，拉力試驗機行程有限，且無法對繩索進行有效固定引起最終解算的彈性模量不準確的問題。
[0009]實現本發明目的的技術解決方案為:
[0010]一種測試超高分子繩索相對伸長率的方法，采用張力法測試超高分子繩索相對伸長率，方法步驟如下:
[0011]步驟I在超高分子繩索兩端分別設置拉力傳感器，并將兩個拉力傳感器分別固定在支點A和支點B上，確定支點A和支點B的水平距離1，高差h ;
[0012]步驟2在超高分子繩索任意處加載集中載荷Q1,，第一次加載后繩索兩端端點處拉力值，也即兩個傳感器所測值:Fla、Flb ；
[0013]步驟3在超高分子繩索任意處加載集中載荷Q2,，第二次加載后繩索兩端端點處拉力值，也即兩個傳感器所測值:F2a、F2b，Q1 ^ Q2 ；
[0014]步驟4根據步驟I至步驟3，確定加載后超高分子繩索的水平張力H，得到第一次加載后張力法得到的超高分子繩索的水平張力H' 1、第二次加載后張力法得到的超高分子繩索的水平張力W 2 ；
[0015]步驟5根據水平距離1、高差h、第一次加載的集中載荷Q1、第二次加載的集中載荷Q2、超高分子繩索單位長度的自重載荷W，確定第一次集中載荷對繩索索長的影響系數Ψι和第二次集中載荷對繩索索長的影響系數ψ2;
[0016]步驟6根據步驟4和步驟5，確定超高分子繩索相對伸長率ε 10
[0017]步驟4中，加載后超高分子繩索的水平張力H公式如下:
[0018]
【權利要求】
1.一種測試超高分子繩索相對伸長率的方法，其特征在于，采用張力法測試超高分子繩索相對伸長率，方法步驟如下: 步驟I在超高分子繩索兩端分別設置拉力傳感器，并將兩個拉力傳感器分別固定在支點A和支點B上，確定支點A和支點B的水平距離1，高差h ; 步驟2在超高分子繩索任意處加載集中載荷Q1，第一次加載后繩索兩端端點處拉力值，也即兩個傳感器所測值:Fla、Flb ； 步驟3在超高分子繩索任意處加載集中載荷Q2，第二次加載后繩索兩端端點處拉力值，也即兩個傳感器所測值:F2a、F2b，Q1 ^ Q2 ； 步驟4根據步驟I至步驟3，確定加載后超高分子繩索的水平張力H，得到第一次加載后張力法得到的超高分子繩索的水平張力H' 1、第二次加載后張力法得到的超高分子繩索的水平張力H' 2 ； 步驟5根據水平距離1、高差h、第一次加載的集中載荷Q1、第二次加載的集中載荷Q2、超高分子繩索單位長度的自重載荷w，確定第一次集中載荷對繩索索長的影響系數Ψι和第二次集中載荷對繩索索長的影響系數V2 ; 步驟6根據步驟4和步驟5，確定超高分子繩索相對伸長率ε 10
2.根據權利要求1所述的測試超高分子繩索相對伸長率的方法，其特征在于:步驟4中，加載后超高分子繩索的水平張力H公式如下:
3.根據權利要求1所述的測試超高分子繩索相對伸長率的方法，其特征在于:步驟5中，第一次集中載荷對繩索索長的影響系數V1和第二次集中載荷對繩索索長的影響系數ψ2公式如下:
4.根據權利要求1所述的測試超高分子繩索相對伸長率的方法，其特征在于:步驟6中，超高分子繩索相對伸長率ε I:
5.根據權利要求1所述的測試超高分子繩索相對伸長率的方法，其特征在于:步驟4和步驟5順序可調換。
6.基于權利要求1所述的測試超高分子繩索相對伸長率的方法，其特征在于，采用垂度法和張力法結合測試超高分子繩索相對伸長率，方法步驟如下: 步驟I在超高分子繩索兩端分別設置拉力傳感器，并將兩個拉力傳感器分別固定在支點A和支點B上，確定支點A和支點B的水平距離1，高差h ; 步驟2在超高分子繩索任意處加載集中載荷Q1，確定第一次加載后該點的垂度，第一次加載后繩索兩端端點處拉力值，也即兩個傳感器所測值:Fla、Flb ； 步驟3在超高分子繩索任意處加載集中載荷Q2,確定第二次加載后垂度f2，第二次加載后繩索兩端端點處拉力值，也即兩個傳感器所測值:F2a、F2b，Q1 ^ Q2 ； 步驟4根據水平距離1、高差h、第一次加載的集中載荷Q1、第二次加載的集中載荷Q2、超高分子繩索的自重載荷《，確定第一次集中載荷對繩索索長的影響系數V1和第二次集中載荷對繩索索長的影響系數Ψ2 ; 步驟5根據步驟I至步驟4，確定加載后超高分子繩索的水平張力H，得到第一次加載后垂度法得到的超高分子繩索的水平張力H1和第一次加載后張力法得到的超高分子繩索的水平張力H' 1、第二次加載后垂度法到的超高分子繩索的水平張力H2和第二次加載后張力法得到的超高分子繩索的水平張力和H' 2，并確定超高分子繩索相對伸長率ε。
7.根據權利要求6所述的基于權利要求1的測試超高分子繩索相對伸長率的方法，其特征在于:上述步驟4中，第一次集中載荷對繩索索長的影響系數Ψι和第二次集中載荷對繩索索長的影響系數Ψ2公式如下:
8.根據權利要求6所述的基于權利要求1的測試超高分子繩索相對伸長率的方法，其特征在于:步驟5中，第一次加載后垂度法得到的超高分子繩索的水平張力H1和第一次加載后張力法得到的超高分子繩索的水平張力H' !以第二次加載后垂度法到的超高分子繩索的水平張力H2和第二次加載后張力法得到的超高分子繩索的水平張力和H' 2的分為以下兩種情況:
【文檔編號】G01N3/08GK103558082SQ201310496363
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月21日 優先權日:2013年10月21日
【發明者】顧文彬, 陸鳴, 劉建青, 董勤星, 陳平, 王清潔, 徐浩銘, 陳江海, 王振雄, 胡亞峰, 陳學平, 徐景林, 黃鶴 申請人:中國人民解放軍理工大學