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鋼絲繩最小破斷拉力計算公式

鋼絲繩最小破斷拉力計算公式

 

國內不同企業、不同時期生產的港機,所用鋼絲繩的設計技術標準有所不同,導致結構相同、規格相近的在役鋼絲繩的公稱直徑并不完全一致。如對港口最為常用的6×36WS-IWRC鋼絲繩(文中所有鋼絲繩均按照GB/T8706-2006/ISO17893: 2004進行重新標記),GB1102-74、GB8918-88、GB/T8918-1996、GB8918-2006、GB/T20118-2006和JIS G3525-1998給出其直徑系列如表1(新設計設備不得選用表中帶“*”的鋼絲繩直徑)。考慮到訂貨時,鋼絲繩直徑必須遵循原設計而不得對其隨意縮小或加大,而JISG 3525要求鋼絲繩按照破斷拉力交貨,但標準本身又沒有給出鋼絲繩最小破斷拉力計算公式,因此,當產品標準轉向JIS G 3525后,難免出現非標規格,這就涉及到如何事先確定其最小破斷拉力的問題。

 

1 常規鋼絲繩最小破斷拉力計算公式不適合JISG 3525鋼絲繩

 

  當鋼絲繩按照抗拉強度數值概念進行分級時,不同標準給出其最小破斷拉力計算公式如下:


F =KD2R /1000


式中,F為鋼絲繩最小破斷拉力, kN;K為對應某結構類別鋼絲繩最小破斷拉力系數;D為鋼絲繩公稱直徑,mm;R為鋼絲繩強度級別,Mpa.

 

能否用式(1)直接確定不同結構、不同級別非標規格JISG 3525鋼絲繩的最小破斷拉力?筆者認為不可。這是因為:其一,雖然JISG 3525將鋼絲繩分為G類(1 420 MPa)、E類(1 520 MP)、A類(1 620MPa)、B類(1 770MPa)4個級別,但其并沒有直接說明G類、E類、A類、B類鋼絲繩轉化成抗拉強度數值的概念就依次對應1 420MPa級、1 520MPa級、1 620MPa級和1 770MPa級,甚至在給出的鋼絲繩最小破斷拉力表中,也只言G類、E類、A類、B類。

 

也就是說,該標準并不是采用抗拉強度數值的概念對鋼絲繩進行分級的,不采用抗拉強度數值概念對鋼絲繩分級的情況還出現在APISpec9A-1995、.ANSI/API9A-2004和RR-W-410E-2002等相關標準中。其二,假如認為G類、E類、A類、B類鋼絲繩轉化成抗拉強度數值的概念就依次對應1420MPa級、1 520 MPa級、1 620 MPa級和1 770MPa級,則對于某固定結構類別的鋼絲繩(繩芯也應相同),根據F、R、D基于式(1)反求出的K應為常數,但結果并非如此。以6×19S-FC、6×19W-FC、6×25F-FC、6×26WS-FC[在JISG 3525中對應標識依次為6×S(19)、6×W(19)、6×F i(25)、6×WS(26)]鋼絲繩為例計算E類、A類、B類鋼絲繩最小破斷拉力系數。




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