Эффективность узла

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.[источник не указан 956 дней]

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[источник не указан 956 дней]
  • Если материал троса — более скользкий, то узел — менее прочен[источник не указан 1722 дня]
  • Чем жёстче материал троса, тем менее прочен узел[источник не указан 956 дней]
  • 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 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-плетёнка		 Полипропиленовый
трос		 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, %
верёвка без узла 1 40 305,1 100
две верёвки 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 двух верёвках 5 15 286,1 46,9
прямой узел 6 10 142,5 46,7
тоже 7 15 305,1 50
прямой узел на 2 верёвки 8 10 422,2 69,2
прямой узел на 3 верёвки 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 восьмёрками 16 10 146,6 48
полупрямой 17 10 142,1 46,6
полупрямой со шлагом 18 10 165,2 54,1
восьмёрка 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

  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