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攀岩

关于横渡,或者两个锚点之间的受力分析。

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发表于 2013-3-20 13:03 1 只看该作者 | 倒序浏览

之前在讨论摆荡的时候,有人问到关于横渡的受力分析,高兴写了一个。发上来,大家讨论。

其实横渡的受力,和打两个锚点下面挂重物的受力是一样的。见下图:

在做锚点的时候,或者横渡的过程中,计算两个绳子之间不同的夹角对应绳子受力情况。

N=N1cosα+N2cosα

=2N1cosα

N1=N/2/ cosα=bN 其中,b=1/2/cosα

  

总夹角(度)

  
  

α(度)

  
  

弧度表示α

  
  

cosα

  
  

系数b

  
  

20

  
  

10

  
  

0.174528

  
  

0.984809

  
  

0.507713

  
  

30

  
  

15

  
  

0.261792

  
  

0.965928

  
  

0.517637

  
  

40

  
  

20

  
  

0.349056

  
  

0.939696

  
  

0.532087

  
  

50

  
  

25

  
  

0.436319

  
  

0.906313

  
  

0.551686

  
  

60

  
  

30

  
  

0.523583

  
  

0.866033

  
  

0.577345

  
  

70

  
  

35

  
  

0.610847

  
  

0.819162

  
  

0.61038

  
  

80

  
  

40

  
  

0.698111

  
  

0.766058

  
  

0.652692

  
  

90

  
  

45

  
  

0.785375

  
  

0.707123

  
  

0.70709

  
  

100

  
  

50

  
  

0.872639

  
  

0.642807

  
  

0.777838

  
  

110

  
  

55

  
  

0.959903

  
  

0.5736

  
  

0.871688

  
  

120

  
  

60

  
  

1.047167

  
  

0.500027

  
  

0.999947

  
  

130

  
  

65

  
  

1.134431

  
  

0.422649

  
  

1.183016

  
  

140

  
  

70

  
  

1.221694

  
  

0.342054

  
  

1.461757

  
  

150

  
  

75

  
  

1.308958

  
  

0.258856

  
  

1.931573

  
  

160

  
  

80

  
  

1.396222

  
  

0.173689

  
  

2.878713

  
  

170

  
  

85

  
  

1.483486

  
  

0.087199

  
  

5.733989

  
  

172

  
  

86

  
  

1.500939

  
  

0.069801

  
  

7.163259

  
  

174

  
  

87

  
  

1.518392

  
  

0.052381

  
  

9.545505

  
  

176

  
  

88

  
  

1.535844

  
  

0.034945

  
  

14.30829

  
  

178

  
  

89

  
  

1.553297

  
  

0.017498

  
  

28.57435

  

所以两根绳的角度一定控制在90度以内。在60度的时候会达到拉力的0.58  120°夹角的时候会达到拉力的1倍。如果是横渡系统的话,夹角会比较大,例如达到160度左右,那么绳子将达到下面悬吊重物的2.88倍,且,夹角越大,拉力增加越快。

我这里有个计算的表格,需要的话,可以发上来算。



关于横渡,或者两个锚点之间的受力分析。
1人点评 收起
发表于 2013-3-20 13:09 2 只看该作者
加一非常棒!
发表于 2013-3-20 13:24 3 只看该作者
工科生的飘过
发表于 2013-3-20 13:43 4 只看该作者
专门登陆顶加一....

1人点评 收起
发表于 2013-3-20 14:16 5 只看该作者
      加一不愧是学物理的,算得比较精准。横渡的绳子两端受力与中间夹角的关系,相关绳索技术权威机构已经有现存的数学公式出来,和加一自己算出来的差距不大。
   在架设横渡绳索时,不应将绳子过于紧绷,当重物承载于绳索上时,夹角不应大于160度。注意此时的160度是最大的限度。此时的两端绳索固定点所产生的拉力已经分别达到300%,这是最大限度。
发表于 2013-3-21 02:36 6 只看该作者
也就是说,横渡的时候,夹角应该保持在150度左右最佳?

如果小于150度,后半段会很吃力。
2人点评 收起
  • 伴影流芳 如果绳索处于水平,下半程就会处于上升状态,要想省力起始的锚点就要高出终点锚点,但高过了就会出现撞击的问题,就需要减速锁。至于多少倾角合适,目前没有现成的数据,只有自己摸索。 2013-4-13 19:30
  • CQ小葱 美人说得有道理 但是最佳横渡夹角暂时还没考虑过这问题。有很多因素制约吧。跟现场有多少操作人员有关,跟省力系统滑轮拖拉比有关,跟物体重量有关,跟现场可使用做省力系统的装备多少有关…… 在这些不确定因素 ... 2013-3-21 09:54
发表于 2013-3-21 08:40 7 只看该作者
请LZ补充:当两端有明显高度差的时候下的受力情况。
3人点评 收起
  • 晕菜加一 昨天跟在群里也聊到这个问题。想想的 2013-3-21 10:08
  • 晕菜加一 是的,我想想啊,如果是固定打锚点,肯定是两边角度一眼过得,如果是横渡,我也觉得如果有高度差的情况会不一样。我想想。晚些时候给回复。 2013-3-21 09:58
  • CQ小葱 这个有意思,我脑子里已经有些想法,不过等加一先出数字吧。 2013-3-21 09:55
发表于 2013-3-21 09:54 8 只看该作者
美人一笑就出刀 发表于 2013-3-21 02:36 也就是说,横渡的时候,夹角应该保持在150度左右最佳?如果小于150度,后半段会很吃力。 ...

美人说得有道理
但是最佳横渡夹角暂时还没考虑过这问题。有很多因素制约吧。跟现场有多少操作人员有关,跟省力系统滑轮拖拉比有关,跟物体重量有关,跟现场可使用做省力系统的装备多少有关……
在这些不确定因素下,我想因时因地因条件而宜吧,个人见解。
发表于 2013-3-21 09:55 9 只看该作者
刚子2008 发表于 2013-3-21 08:40 请LZ补充:当两端有明显高度差的时候下的受力情况。

这个有意思,我脑子里已经有些想法,不过等加一先出数字吧。
发表于 2013-3-21 09:57 10 只看该作者
顺风车站 发表于 2013-3-20 13:43 专门登陆顶加一....

谢谢老枪。
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