弯曲特性

钢丝绳是用许多细钢丝按螺旋形捻绕而成的，柔软易弯曲，故广泛用作提升运输设备的弯曲牵引机构。例如，缠绕在卷筒上用作升降物料；绕于绳轮上用作传递牵引力和改变运动方向；绕于滑轮组用于增大拉力等。

钢丝绳难易弯曲程度主要取决于它的弯曲刚度的大小。弯曲刚度越大，越难于弯曲；反之，弯曲刚度小，就越容易弯曲。弯曲刚度的大小与绳中钢丝的粗细（丝径）有关。钢丝绳弯曲的难易程度通常用挠性系数来表示，它等于钢丝绳的直径D与它的钢丝直径。之比（D/8）。对于由不同直径钢丝捻制的钢丝绳，其挠性系数等于绳径与它最粗钢丝直径之比。可见，在相等绳径情况下，绳中丝数越多，丝径越匀，其挠性系数大，耐弯曲疲劳性能好。

食新的的理中：，解堂或限之司，以规股与租品之间造秘散保最聚器”鉴果监和属爱，用照意氧结构还不稳定。因此，在得业丝组初始要做时，各保庭无使安生位感机修基位置添新规当。与此同时还有组芯（北其麻芯）的最缩等品此引能的伸长称为钢丝绳的结构伸长。

靠构你长也质残余伸长，它是钢丝组结构的固有特住造成的，与材料力学中的杆件残余变形有着本质上的区别。钢丝绳的结构伸长与其结构、承截的大小以及使用期限有关（见表23）。对新钢丝绳在出厂之前，采取预伸张可大大减小它的结构伸长。

表2-3钢丝绳结构伸长

钢丝绳类型使用条件结构件长率（）/%

纤维芯|金属芯

单股、密封钢丝绳

0.08轻载m>8|0.250.15二次抢钢丝绳

重载反复弯曲|2.01.o注：l为钢丝绳的工作长度；m为安全系数。

图2-16中的曲线群n表示第一次加载后，重复加载和卸载的载荷与伸长的变化曲线，也可看成是重复加载时的弹性阶段。在此阶段包含了结构伸长与初次弹性伸长的综合变化。因为新钢丝绳虽经过了第一次受载，但内部钢丝和股的位置还未完全顺当，绳芯还继续收缩，所以重复加载时仍有结构伸长。

（2）弹性阶段。经反复几次加载后，钢丝绳的结构趋于稳定。最后沿ef曲线变化，称为弹性阶段。若不考虑拉伸时的松捻扭转，在弹性阶段，载荷与伸长为线性关系，符合胡克定律：

A1IL式中AL—钢丝绳的弹性伸长，mm；T——钢丝绳所受张力，N；L——钢丝绳的工作长度，m；E.——钢丝绳的弹性模量，MPa；F——钢丝绳的金属断面面积，mm2。

在弹性阶段钢丝绳的伸长，在很大度上取决于弹性模量。，大弹性长小；或者相反。弹性模量与钢丝绳结构及使用程度有关：1）一次捻大于二次捻钢丝绳；2）金属芯大于纤维芯钢丝绳；3）同向捻大于交互捻钢丝绳；4）随捻角的增大弹性模量减小；5）刚使用的钢丝绳其弹性模量小，随使用时间的增长而加大。在工程设计研究阶段，为近似计算钢丝绳的弹性伸长，可采用E1=

（0.8~1.4）×105MPa。对于新出厂的钢丝绳取下限值；使用过一段时间的钢丝绳取中间值；使用较长时间的钢丝绳取上限值。

须指出，钢丝绳的弹性模量E，与单根钢丝材料弹性模量E有本质区别，前者取决于钢丝绳结构、使用程度，后者则与钢丝材料有关。

（3）塑性阶段。图2-16中的g曲线段为塑性阶段。当载荷超过弹性极限（为钢丝绳破断载荷的55%~65%），与杆件拉伸一样，也出现屈服阶段和硬化阶段。当加载到超过钢丝绳的强度极限时，陆续出现断丝，直至整根钢丝绳被拉断。

2.2.5.2扭转对拉伸曲线的影响

钢丝绳在受拉时伴随有松捻扭转，使得钢丝绳的捻距加长（绳的伸长增加）。因此，在弹性阶段钢丝绳的伸长应包括两部分：受载时的弹性伸长和扭转时的松捻伸长。这种情况下，在弹性阶段载荷与变形为非线性关系。并且随载荷的加大，松捻扭转加剧，这种非线性关系也相应加大。此外，考虑了松捻扭转的拉伸，其弹性模量比纯拉伸时要小。

综上所述，通常钢丝绳是限制在弹性阶段工作，并且认为工作时钢丝绳的松捻扭转比较小。因为松捻扭转大时钢丝绳不能工作，此时必须选用不扭转钢丝绳。因此，钢丝绳受载工作时的力学性能目前仍按纯拉伸来考虑。在弹性阶段，钢丝绳承受的载荷与它的纵向伸长之间的关系，仍按线性理论来考虑。

关于钢丝绳的拉伸与扭转的静力学理论，将在第4篇专门论述。