弯曲直径对高模量聚乙烯纤维绳吊索断裂强力的影响

摘要

针对高模量聚乙烯（HMPE）纤维绳吊索在不同弯曲比（D/d）下的强力损失问题，以公称直径24 mm、12股结构的HMPE纤维绳为对象，制备单肢和环形吊索，开展直拉式与吊篮式提升试验，系统分析不同弯曲比对吊索断裂强力的影响。结果表明：单肢吊索吊篮式提升时，强力保持率随吊起处弯曲比（D_弯/d）增大，呈幂函数增长，抗弯曲性能显著优于钢丝绳；环形吊索直拉式提升时，强力保持率随端部弯曲比（D_端/d）增大而增加并趋于稳定；环形吊索吊篮式提升时，其断裂强力由直拉式断裂强力与弯曲位置的强力保持率共同决定。单肢与环形吊索吊篮式提升时的强力保持率差异随D_弯/d比增大可达10%以上，二者的强力保持率与D_弯/d比的幂函数拟合相关系数R²均超过0.900。研究揭示了HMPE纤维绳吊索结构形式对断裂强力的影响机制，研究结果可为工程设计中吊索选型及弯曲强力计算提供量化依据，修正了ISO标准中统一折减计算的局限性。

关键词

HMPE纤维绳吊索 / D/d比 / 弯曲强力 / 环形吊索 / 单肢吊索 / 吊篮式提升 / 直拉式提升 / 强力保持率