ИСТИНА

В работе рассматриваются вопросы использования определяющих соотношений теории вязкоупругости для описания механических свойств альпинистских верёвок, нитей, канатов. Эта тематика является очень актуальной. Альпинистские верёвки изготовляются в основном из полиамида, полиэстера, редко из кевлара. Существует два типа альпинистских веревок: крученные и плетенные, или веревки кабельного типа. Обычно крученная верёвка имеет лучшие прочностные и динамические характеристики, в то же время плетённая верёвка лучше защищена от механических повреждений и неблагоприятного воздействия окружающей среды. Конструкция современных веревок – кабельного типа. Впервые ее применила фирма "Edelrid" в 1953 г. Такая веревка имеет несущую сердцевину и защитную оплетку. Сердцевина состоит из нескольких десятков тысяч синтетических нитей. Они распределены в два, три или более прямых, плетеных или крученых жгута, в зависимости от конкретной конструкции и требуемых эксплуатационных характеристик. Например, сердцевина динамической веревки типа "Classic" производства "Edelrid" состоит из 50400 нитей толщиной 0.025 мм, а ее защитная оплетка из 27000 нитей. Оплетка предохраняет веревку от механических повреждений. Она участвует и в восприятии различных нагрузок. На ее долю приходится около 40 % прочности веревки. Кроме большой прочности при низкой плотности синтетические волокна имеют еще одно ценное свойство – способность удлиняться под нагрузкой, на которой основаны амортизационные свойства веревки. Можно выделить два вида удлинения: эластичное (вязкоупругое), при котором после снятия нагрузки веревка восстанавливает свою первоначальную длину, и пластическое (неупругое), при котором приобретенное под нагрузкой удлинение сохраняется после ее снятия. При слабых нагрузках веревка поглощает энергию в основном за счет вязкоупругой деформации, а при более сильных появляются необратимые деформации. Обычно относительно слабое удлинение веревки при небольших нагрузках вызывает, в основном, вязкоупругие деформации. Веревка может их выдерживать многократно и после прекращения их действия быстро восстанавливает первоначальную длину. Удлинение при поглощении динамического удара – это кратковременное, но значительное удлинение веревки под действием нагрузок, возникающих в результате динамического удара. В зависимости от фактора падения и вида веревки степень удлинения может быть разной. Например, при падении с фактором 2 удлинение динамической веревки может превысить 25 % от ее длины. Сильные динамические нагрузки порождают большие или меньшие пластические деформации, которые необратимы. Это означает, что уменьшается дальнейшая способность веревки поглощать энергию, то есть уменьшается ее надежность. При каждом новом ударе пиковая динамическая нагрузка возрастает и после нескольких сильных рывков достигает величины, превышающей прочность веревки. На основании проведённой серии испытаний с образцами делается вывод о необходимости учёта нелинейности деформаций и выбора вязкоупругой модели для адекватного описания экспериментов. Исследованы возможности нахождения характеристик образцов из статических и динамических опытов, учитывающих ползучесть и релаксацию материалов. Сравниваются различные типы выражений для материальных функций, удобство и точность их определения.