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深水系泊高强聚乙烯缆绳的蠕变及破断实验研究
  • ISSN号:1005-9865
  • 期刊名称:《海洋工程》
  • 时间:0
  • 分类:P751[交通运输工程—港口、海岸及近海工程;天文地球—海洋科学]
  • 作者机构:天津大学建筑工程学院,天津300072
  • 相关基金:国家自然科学基金(51179124); 天津市应用基础与前沿技术研究计划重点项目(14JCZDJC39900)
中文摘要:

相对于同一破断强度的聚酯(polyester)缆绳,高强聚乙烯(HMPE)缆绳具有更高的刚度、更小的自重和直径、更易运输和安装的优点,因此高强聚乙烯缆绳被引入到系泊系统以替代聚酯缆绳。然而高强聚乙烯缆绳又存在易发生蠕变甚至蠕变破断的不利因素,研究其蠕变和蠕变破断的力学特性就显得尤为迫切。首先设计了合成纤维缆绳实验系统,对HMPE子股缆绳开展了系统的蠕变和蠕变破断实验。基于实验数据,分析了HMPE子缆的蠕变和蠕变破断特性;通过调研HMPE试样的蠕变实验数据,提出了HMPE考虑温度和载荷影响的HMPE纱线蠕变率经验公式,采用该经验公式并结合已有的缆绳比尺换算关系,可以推算出HMPE缆绳的蠕变率;此外,基于所获得的蠕变破断实验数据,提出了HMPE缆绳在定常载荷下的蠕变寿命经验公式。这些成果对HMPE缆绳应用于深水绷紧式系泊系统具有重要意义。

英文摘要:

Compared to polyester ropes of equivalent breaking load,high modulus polyethylene ropes are introduced in deepwater mooring systems as alternatives to polyester ropes due to their higher stiffness,lower weight,smaller diameter,easier transportation and handling. However,HMPE ropes have some unfavorable factors of easier creep and creep-rupture. Therefore,investigating the creep and creep-rupture behaviors of HMPE ropes is of great necessity and exigency. In present work,an experiment system of synthetic fiber ropes is designed. Creep and creep-rupture experiments are systematically performed. Based on the experimental data,the creep and creep-rupture behavior of HMPE ropes are analyzed. Besides,the published creep data of HMPE samples are surveyed and an empirical formula which can be utilized to compute the creep rate of the second stage of HMPE samples considering the effect of temperature and loading levels is proposed. It should be noted that by adopting this empirical formula and considering the rope size effect factor,the creep rate of HMPE ropes can be deduced. What's more,an empirical equation which can be used to compute the creep lifetime of HMPE ropes under the constant loads is proposed. These results will provide a significant reference for the application of the deepwater taut-wire mooring system with HMPE rope segments.

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期刊信息
  • 《海洋工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国海洋学会
  • 主编:窦希萍
  • 地址:南京市虎踞关34号
  • 邮编:210024
  • 邮箱:oe@njhri.cn
  • 电话:025-85829332
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-9865
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1423/P
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:6163