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              鋼索的彈性伸長及其彈性模量


                永磁起重器 :鋼絲受外力作用后即產生應力,并隨之產生變形。當除去外力后,鋼絲仍然恢復原來的形狀,亦即其變形消失,這種變形稱做鋼絲的彈性變形。鋼絲不產生塑性變形時所能承受的最大應力稱為彈性極限。實驗結果表明,在彈性極限范圍內,俐絲的變形與應力成正比,這就是著名的虎克定律。變形與應力的比例常數則稱為彈性系數。材料的縱向彈性系數,通常是用楊氏彈性模量E來表示的。鋼絲的彈性模量,隨材料本身的破壞強度和彈性極限的增大而增大。

                由于捻繞的關系,鋼索在拉力作用下的伸長較之同樣的直鋼絲束要厲害得多。而且鋼索的伸長還具有不同的特征,例如新鋼索在工作之初產生的伸長是非彈性伸長,此后一段時期的伸長則是彈性伸長,在長期的使用過程中又產生非彈性變形。因此,用計算方法來確定鋼索的非彈性伸長是極其困難的。為了在安裝和使用鋼索過程中避免或消除非彈性伸長的不利后果,最好在安裝前預先拉伸,并設置特殊的調節裝置,以調節鋼索在使用過程中由于非彈性伸長而引起的松弛。必須指出,當發現鋼索在工作了相當期限后,雖然所受載荷并未增加而其伸長速度突然增快,并同時出現連續斷絲現象時,應立即停車檢查,否則將可能在短時期內發生鋼索折斷的嚴重事故。

                雖然鋼索并不準確地符合虎克定律,但為了便于估計鋼索的彈性伸長與其張力之間的關系,在實際工作中部仍然按照下述公式來確定鋼索的彈性伸長量。

                鋼索的縱向彈性模量EX,遠較鋼絲的縱向彈性模量為小,并且不是一個恒定值。它主要與鋼索的結構有關,隨著子索中鋼絲的捻繞角(即子索中鋼絲對子索軸線的傾斜角)和鋼索中子索的捻繞角(即鋼索中子索對鋼索軸線的傾斜角)的增加而減小。此外,EK值將隨著鋼索所受張力的增大而增大,這種現象在雙重繞鋼索中尤為顯著。麻芯鋼索的EK值會有所減小。隨著工作時間的增長,EK值通常會增大,尤其表現在新鋼索開始投入使用的一段時期更是非常明顯。因此,要精確計算鋼索的彈性模量是很困難的,這需要考慮到許多復雜的影響因素。目前國內外文獻所提出的近似計算公式和經驗數據,彼此間有很大出入。經過綜合分析比較,提出如下的數據,可供在實際工作中參考。

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