← Вернуться • Содержание книги • Скачать • Дальше →
Волоконный кабель должен включать в себя сравнительно неэластичный компонент усиления, проходящий по длине кабеля, чтобы противостоять растягивающим силам и предотвратить чрезмерное растяжение волокон. Он может быть металлическим или неметаллическим, в зависимости от использования кабеля. Механические свойства типичных материалов, использующихся в качестве усиливающих компонентов, приведены в табл. 4.1.
Материал | Разрушающая нагрузка (кг) | Диаметр (мм) | Удлинение при разрыве (%) | Вес (г/м) | Предел прочности (МН/м2) |
---|---|---|---|---|---|
Эпоксидно- стекловолоконный стержень (FRP) | 1050 | 1,14 | 3 | 2,1 | 3000 |
Сталь | 1050 | 1,6 | 2-25 | 11 | 500-3000 |
Арамидная нить | 2080 | 2,4 | 3 | 2,7 | 3000 |
Нейлоновая нить | 400 | 2,5 | 20-50 | 2,0 | 500-700 |
Стальной провод является очевидным выбором, когда используются металлические укрепляющие компоненты. Преимуществами стального провода являются низкая стоимость, относительно небольшие размеры, хорошая жесткость. Вдобавок со своей теплоемкостью (thermal mass), обеспечивающей хорошую температурную стабильность, стальной провод может очень мало зависеть от температуры. Недостатками являются большой вес, потеря гальванической развязки, коррозионная нестойкость и соображения безопасности,, связанные с металлическими компонентами. Стальные усилительные компоненты часто внедряются в центр изготовленного из пластика центрального компонента, как в показанной на рис. 4.4 конструкции с желобчатым ядром.
Типичными материалами для неметаллических компонентов усиления являются арамидная нить (обычно известная под торговой маркой Dupont как Kevlar) и укрепленные стекловолокном пластиковые стержни (FRP - fiberglass reinforced plastic). Другие материалы включают пластиковые нити, такие, как обработанный полистирол, другие текстильные волокна (нейлон, Terylene и Dacron), углеродистые и стеклянные волокна. У арамидной нити высокая прочность на разрыв, и при сравнении с равным весом она в пять раз прочнее стали. Преимуществами неметаллических укрепляющих компонентов являются малый вес и возможность создания гальванически развязанных конструкций. Недостатками являются большая стоимость и большее растяжение. Укрепляющие компоненты из FRP имеют большую жесткость, способствуют повышенному сопротивлению на изгиб кабеля. FRP также лучше приспособлена для работы при чрезвычайно низких температурах, поскольку ее теплоемкость обеспечивает лучшую температурную стабильность.