Эффективность узла


Эффекти́вность узлá — остаточная прочность верёвки, каната, троса в узле от номинальной прочности, выраженная в процентах. В зависимости от узла, прочность верёвки обычно ослабевает на 40—50 %[1][2].

Механика узлов

Силы, действующие на верёвку внутри узла, не распределяются равномерно по всему её поперечному сечению. Часть нитей, находящихся на внешней стороне дуги, натягивается довольно сильно. В зоне перегиба возникают и поперечные усилия, которые суммируются с продольными и дополнительно нагружают нити верёвки. Чем сильнее она изогнута, тем в большей степени уменьшается её прочность.

Практика показывает, что узловые соединения сильно ослабляют соединяемые веревки; в среднем прочность обычного узла не превышает половины прочности самой ве­ревки, поэтому приходится удваивать толщину каната только из-за ослабления его концов узловыми соединениями[3].

Прочность узла зависит от материала троса, способа плетения, диаметра, нагрузки, направления нагрузки, вида узла, влажности, воздействия ультрафиолета, человека (один и тот же узел, завязанный разными людьми отличаются):

  • Узлы на мокром тросе из нейлона — менее прочны приблизительно на 20 %[4]
  • Верёвки из синтетических материалов — более скользкие, чем верёвки из натуральных растительных волокон, поэтому многие старые узлы становятся не надёжными[5]
  • Верёвки из разных материалов (кожа, растительные волокна, синтетика) «держат» узел по-разному, на одних он «стягивается», на других держится прочно[6]
  • Влажная капроновая верёвка теряет до 20 % прочности, каждый сплесень снижает прочность верёвки на 16—18 %, а узел — на 40—50 %[2]
  • Каждый сплесень уменьшает крепость на одну шестую, каждый узел на 40—50 %[1][7]

Таблицы прочности

Статическая прочность верёвки с узлом по сравнению с практической прочностью верёвки.

Серафимов К. Б. «Верёвка как она есть».
— Источник "Спелунка"[8] Техника альпийской спелеологии[9] Маринов[10] Маринов[10] Маринов[10]
— верёвка сухая сухая сухая +20°С мокрая +20°С мокрая -30°С
1 Девятка (узел) 70 70 — 67 —
2 Восьмёрка (петля) 55 55 — 52 —
3 Булинь 30 52 81 78 59
4 Двойной булинь 49 53 83 81 61
5 Центральный 45 51 — — —
6 Проводник (узел) 45 50 79 76 57
7 Удавка 42 46 — — —
9 Бабочка 45 — — — —
15 Узел Прусика — — 70 67 54
16 Найлон[11][12] 45 50 — — —
17 галстук 44 49 — — —
18 ткацкий 36 43 — — —
1 Грепвайн 56 56 — — —
2 Встречная восьмёрка 47 48 — — —
3 Шкотовый узел — 45 — — —
4 Брам-шкотовый узел[13] — — 74 72 54
5 Встречный узел 41 44 — — —
6 Ткацкий (прямой) — 41 73 70 53
7 Ткацкий (обратный) — 39 — — —

Следующая таблица составлена Немецким альпийским союзом в 1999 и протестирована на динамику 10,5 мм альпинисткой верёвкой и 11 мм верёвкой Everdry на статику.

Узел Динамика Статика
Девятка (узел) — 77 %
Полуторный булинь 67 % 64 %
Восьмёрка (петля) 63 % 65 %
Беседочный узел 81 % 64 %
Проводник (узел) 58 % 59 %
Рыбацкий узел 56 % 58 %
Узел стремя 52 % —

Следующая таблица получена на основе многочисленных испытаний новых тросов диаметром 4—6 мм. Для тросов большего диаметра или частично изношенных возможны некоторые поправки указанных данных. Приведённые величины для таких следует считать условными. Большинство испытании проводили на тросах диаметром 6 мм. Исключение — тросы-плетёнки, их диаметр (кроме марок, отмеченных значком *) составлял 14 мм[14].

В столбцах А приведены значения отношения (среднее значение разрывной прочности узла/нормативная разрывная прочность троса) * 100.

В столбцах Б (среднее значение разрывной прочности узла / действительная разрывная прочность троса) * 100.

Джерман К., Бивис Б. «Современный трос в морской практике».
Нейлоновый
трос		 Териленавый
трос		 Полипропиленовый
трос-плетенка		 Полипропиленовый
тросс		 Сизальский
трос
Узел А Б А Б А Б А Б А Б
Прямой узел 50 37 67 45 45 44 65 43 76 53
Простой узел 54 40 64 43 58 47 59 39 71 50
Беседочный узел 78 53 85 56 58 57 93 64 90 63
Шкотовый узел 71 53 74 49 62 49 62 41 72 50
Брам-шкотовый узел 77 57 63 42 67 54* 69 45 71 50
Выбленочный узел 74 55 78 52 66 65 78 51 100 81
Огон 100 81 100 89 87 86 100 86 100 100
Удавка 75 55 98 65 77 61* 86 57 99 94
Загоруйко А.Г., Лебедев Е.А. О прочности узловых соединений. — Журнал "Рыбное хозяйство" №4 — Мурманская фабрика орудий лова, 1981.
образец
номер на рисунке
кол-во образцов
средняя, даН
относительная, %
веревка без узла 1 40 305,1 100
две веревки без узла 2 15 596,1 97,7
простой узел 3 15 144,3 47,3
простой узел со шлагом 4 10 160,2 52,2
простой узел на 2 веревках 5 15 286,1 46,9
прямой узел 6 10 142,5 46,7
тоже 7 15 305,1 50
прямой узел на 2 веревки 8 10 422,2 69,2
прямой узел на 3 веревки 9 10 491,8 80,6
шкотовый 10 15 156,7 51,4
тоже 11 15 298,3 48,9
шкотовый узел со шлагом 12 10 296,5 48,6
брамшкотовый 13 10 289,2 47,4
прямой узел со шлагом 14 10 353,2 57,9
сдвижной узел 15 10 173,1 56,7
сдвижной узел с восьмерками 16 10 146,6 48
полупрямой 17 10 142,1 46,6
полупрямой со шлагом 18 10 165,2 54,1
восьмерка 19 10 160,7 52,7
строп на сплеснях 23 40 300,5 98,5
соединение огон в огон 24 10 298,8 97,9

Ссылки

Примечания

Категории