Эффективность узла

Перейти к навигацииПерейти к поиску

Эффекти́вность узла́ — 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

Последствия сжатия троса узлом ABOK 1740 со 100 килограммами в течение 24 часов

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 верёвки; в среднем прочность обычного узла не превышает половины прочности самой верёвки, 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]
  • Чем тоньше канат, тем менее прочен узел[]
  • Если материал троса — более скользкий, то узел — менее прочен[]
  • Чем жёстче материал троса, тем менее прочен узел[]
  • Верёвки из синтетических материалов — более скользкие, чем верёвки из натуральных растительных волокон, поэтому многие старые узлы становятся ненадёжными[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 Булинь30 52 81 78 59
4 Двойной булинь49 53 83 81 61
5 Центральный 45 51
6 Проводник (узел)45 50 79 76 57
7 Удавка42 46
9 Бабочка 45
15 Узел Прусика70 67 54
16 Найлон[11][12]45 50
17 галстук 44 49
18 ткацкий 36 43
1 Грепвайн 56 56
2 Встречная восьмёрка47 48
3 Шкотовый узел45
4 Брам-шкотовый узел[13]74 72 54
5 Встречный узел41 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.

УзелДинамикаСтатика
Девятка (узел)77%
Полуторный булинь67%64%
Восьмёрка (петля)63%65%
Беседочный узел81%64%
Проводник (узел)58%59%
Рыбацкий узел56%58%
Узел стремя52%

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-плетёнка
Полипропиленовый
трос
Сизальский
трос
УзелАБАБАБАБАБ
Прямой узел50376745454465437653
Простой узел54406443584759397150
Беседочный узел78538556585793649063
Шкотовый узел71537449624962417250
Брам-шкотовый узел775763426754*69457150
Выбленочный узел745578526665785110081
Огон1008110089878610086100100
Удавка755598657761*86579994
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, %
верёвка без узла140305,1100
две верёвки без узла215596,197,7
простой узел315144,347,3
простой узел со шлагом410160,252,2
простой узел на двух верёвках515286,146,9
прямой узел610142,546,7
тоже715305,150
прямой узел на 2 верёвки810422,269,2
прямой узел на 3 верёвки910491,880,6
шкотовый1015156,751,4
тоже1115298,348,9
шкотовый узел со шлагом1210296,548,6
брамшкотовый1310289,247,4
прямой узел со шлагом1410353,257,9
сдвижной узел1510173,156,7
сдвижной узел с восьмёрками1610146,648
полупрямой1710142,146,6
полупрямой со шлагом1810165,254,1
восьмёрка1910160,752,7
строп на сплеснях2340300,598,5
соединение огон в огон2410298,897,9

Ссылки

Примечания

  1. 1 2 Колесников А. А. Туристическое снаряжение — стр. 132 — Москва: профиздат, 1968
  2. 1 2 Власов А. А. Турист. — стр. 237 — Москва: Физкультура и спорт, 1974
  3. Ломакина, Л.М. Прочность узловых соединений сетеснастных материалов/ Л. М. Ломакина; Госплан СССР, Всесоюзный научно-исследовательский институт морского рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО). — Москва: Рыбное хозяйство, 1959 — С. 3
  4. Колин Джермен, Большая книга узлов: Издательство «Кладезь-Букс»; 2008; стр.11 ISBN 978-5-93395-317-3 «Прочность нейлона сильно уменьшается, когда он намокает. Снижение может достигать 20%»
  5. Голдобин. Новые узлы - необычное в обычном. — Журнал «Сделай Сам» (Знание), 1995 — №03 — стр. 125—126
  6. Культура русских в археологических исследованиях: сб. науч. ст: В 2-х томах / Под ред. Л. В. Татауровой, В. А. Борзунова. — Омск; Тюмень; Екатеринбург: Изд-во Магеллан, 2014. — Том I. – С. 299 — Узлы на шнурах и верёвках и вопросы их этнографо-археологического изучения./ С. С. Тихонов. — ISBN 978-5-906458-05-6
  7. Григорьев В. В., Грязнов В. М., Судовые такелажные работы, Изд. 4-е, перераб. и доп. М., «Транспорт», 1975, стр.26 «Короткий сплесень имеет большую прочность, чем другие виды сплесней, употребляемых при сращивании тросов. Короткий сплесень применяют для сращивания двух одинаковых по толщине тросов или концов одного и того же троса при его разрыве, изготовлении стропов, шторм-трапов, сеток, пластырей»
  8. Комиссия по изучению снаряжения Французской Федерации Спелеологии (Р. Курби и др. «Спелунка» No 2, 1979 г, перев. А. Иванов, Москва)
  9. Ж. Марбах, Ж-Л. Рокур. Техника альпийской спелеологии. — Франция, 1979
  10. 1 2 3 Маринов Б. Проблемы безопасности в горах — Сокр. пер. с болг. Коренькова А. М. — Москва: Физкультура и спорт, 1981
  11. Будворт Джефри. Узлы. Полная энциклопедия. Более 200 способов вязания узлов. — Москва: Эксмо, 2014. — С. 82 — 256 с. — ISBN 978-5-699-68816-6 рымный узел
  12. The Complete Guide to Knots and Knot Tying (2014) — Geoffrey Budworth — С. 82 — 256 с. — ISBN 0-7548-0422-4 pedigree cow hitch
  13. С контрольным узлом на слабоизогнутом конце
  14. Джерман К., Бивис Б. Современный трос в морской практике. — пер. с англ. Гусева В. П. — Ленинград: Судостроение, 1980