绳结/绳结的性质
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绳结总是会削弱其制成的绳索的强度。当系了绳结的绳索承受其断裂点时,它几乎总是会在绳结处或附近断裂,除非它在其他地方有缺陷或损坏。固定绳结的弯曲、挤压和磨损力也会使绳索纤维承受不均匀的压力,并最终导致强度降低。导致强度降低和断裂的确切机制很复杂,是持续研究的主题。
相对绳结强度,也称为绳结效率,是指系了绳结的绳索的断裂强度与没有绳结的绳索的断裂强度之比。确定给定绳结的总体数值绳结效率有很多困难。这是因为影响绳结效率测试结果的因素很多:纤维类型、绳索类型、绳索尺寸、绳索是湿的还是干的、系绳结前如何整理绳结、绳结的加载速度、绳结是否反复加载等等。考虑到这些局限性,大多数常见的绳结的效率在 40% 到 80% 之间。
虽然一些绳索拼接在形成环和弯曲时可以保持绳索的几乎全部强度,但传统绳结在大多数情况下更实用。因此,谨慎的绳结使用者在选择用于某项任务的绳索时,总是会考虑到绳结、老化、损坏、冲击载荷等因素造成的强度削弱,从而留出很大的安全裕量。通常,安全工作负荷指定为所用绳索额定断裂强度的 10% 到 20% 之间。 [1] 对于涉及生命安全的应用,还有许多其他因素需要考虑,这些因素超出了本文的范围。在使用涉及生命、肢体或财产安全的绳索和绳结之前,应始终咨询经验丰富的从业人员。
即使绳索没有断裂,绳结也可能无法固定。能够在各种不利条件下牢固固定住的绳结被称为比不能固定的绳结更安全。绳结无法固定的主要方式是
负荷产生的张力导致绳索沿着负荷方向在绳结中回退。如果这种情况持续时间足够长,工作端会通过绳结,绳结解开并失效。当绳结反复承受张力并松弛、在崎岖地形上拖动或反复撞击(例如,撞击到桅杆或旗杆)时,这种行为会加剧。
即使使用安全绳结,当绳结首次承受实际张力时,也可能会发生一些滑动。可以通过在绳结外部的工作端留出足够的绳索,并在加载前尽可能干净地整理绳结并将其收紧来解决这个问题。在某些情况下,使用止滑绳结,或者更好的是,使用备份绳结可以防止工作端通过绳结,但如果观察到绳结滑动,通常最好使用更安全的绳结。在生命攸关的应用中,通常会将备份绳结添加到已经安全的绳结中,以最大程度地提高安全性。
翻转(或散开)绳结是改变其形状,重新排列其部件,通常是通过以特定方式拉动特定绳端来完成的。一些绳结在以不恰当的方式使用时,很容易翻转,甚至会自发翻转。通常情况下,翻转后的绳结对滑动或解开几乎没有抵抗力。一个很好的例子是作为弯曲使用的结节绳,它会危险地翻转。
有时,绳结会故意翻转,作为系另一个绳结的方法,例如系双套结的“闪电法”。一些绳结,例如卡里克弯曲,通常以一种形式系好,然后翻转以获得更强的或更稳定的形式。
对于旨在夹住另一个物体的绳结,失效可以定义为绳结相对于被夹住的物体移动。虽然绳结本身没有失效,但它不再能执行预期的功能。例如,一个简单的滚筒结系在扶手上并平行于扶手拉动,可能会在一定张力下固定,然后开始滑动。有时可以通过在承受负荷前将绳结收紧来解决这个问题,但通常需要使用更多圈数的绳结,或者使用不同尺寸或类型的绳索。