[发明专利]一种测试超高分子绳索相对伸长率的方法

说明书

技术领域

本发明属于野外环境下测试绳索相对伸长率的方法，具体涉及一种测试超高分子绳索相对伸长率的方法，即采用张力法测试超高分子绳索相对伸长率以及采用垂度法和张力法结合测试超高分子绳索相对伸长率。

背景技术

目前，为了得到绳索的弹性模量，人们通常是通过拉伸试验来测定。即将绳索试件固定在拉力试验机卡头上，固定好后调整固定卡头的纵向位置，使绳索试件处于自然绷紧状态，准备就绪后，开始对试件加力进行拉伸试验，同时实时记录力和变形情况。

超高分子绳索指分子量超高100万以上的聚乙烯等绳索。

绳索为编制结构，它是由很多平行纤维束构成复丝，由复丝平行捻制而成单小股，由单小股平行捻制而成大股，最后由大股平行捻制而成绳。且为保护绳索，防止绳索磨损，绳索外面套有护套。绳索截面为不规则形状。因此，绳索的直径无法精确测量得到。而且由于绳索为编制结构，受力后，绳索发生很大的变形，截面变小，这也给计算引入了误差；

绳索的材料决定了绳索的延伸率很大，而目前测试弹性模量用的拉力试验机普遍行程有限，因此，测试结果不能准确的反映绳索力和变形情况；

绳索为编制结构，存在结构伸长，在拉力试验机行程较小的情况下，测试的形变还含有结构伸长的部分，不是弹性形变的准确值；

由于绳索属于柔性试件，受载后变形量大，截面迅速变小，卡头直接与试件接触时易打滑且卡头会对绳索试件产生破坏，因此常规夹持固定方法并不适用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测试超高分子绳索相对伸长率的方法，即采用张力法测试超高分子绳索相对伸长率以及采用垂度法和张力法结合测试超高分子绳索相对伸长率，解决目前拉伸试验时，因绳索直径无法精确测量，拉力试验机行程有限，且无法对绳索进行有效固定引起最终解算的弹性模量不准确的问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种测试超高分子绳索相对伸长率的方法，采用张力法测试超高分子绳索相对伸长率，方法步骤如下：

步骤1在超高分子绳索两端分别设置拉力传感器，并将两个拉力传感器分别固定在支点A和支点B上，确定支点A和支点B的水平距离l，高差h；

步骤2在超高分子绳索任意处加载集中载荷Q₁，，第一次加载后绳索两端端点处拉力值，也即两个传感器所测值：F1a、F1b；

步骤3在超高分子绳索任意处加载集中载荷Q₂，，第二次加载后绳索两端端点处拉力值，也即两个传感器所测值：F2a、F2b，Q₁≠Q₂；

步骤4根据步骤1至步骤3，确定加载后超高分子绳索的水平张力H，得到第一次加载后张力法得到的超高分子绳索的水平张力H′₁、第二次加载后张力法得到的超高分子绳索的水平张力H′₂；

步骤5根据水平距离l、高差h、第一次加载的集中载荷Q₁、第二次加载的集中载荷Q₂、超高分子绳索单位长度的自重载荷w，确定第一次集中载荷对绳索索长的影响系数ψ₁和第二次集中载荷对绳索索长的影响系数ψ₂；

步骤6根据步骤4和步骤5，确定超高分子绳索相对伸长率ε₁。

步骤4中，加载后超高分子绳索的水平张力H公式如下：

其中θ为B点超高分子绳索端点出的切线与水平方向的夹角；为两支点的高差角，a为加载的集中载荷Q后，超高分子绳索加载点与支点A的水平距离；w为超高分子绳索的自重载荷；传感器所测值F为F1a、F1b、F2a或F2b；张力法得到的水平张力H为或

根据进行加权平均，得到第一次加载后张力法得到的超高分子绳索的水平张力H′₁和第二次加载后张力法得到的超高分子绳索的水平张力H′₂：