Verformungsverhalten

Elastizitätsmodul

Der Elastizitätsmodul eines Werkstoffs ist definiert als der Proportionalitätsfaktor zwischen Spannung und Dehnung. Der Elastizitätsmodul ist eine Werkstoffkonstante. Neben den elastischen Eigenschaften des eingesetzten Drahtmaterials ist der Elastizitätsmodul von Drahtseilen aber zusätzlich abhängig von der Seilgeometrie und der Belastungsgeschichte des Seiles. Weil es sich hier also nicht um eine Werkstoffkonstante handelt, empfiehlt ISO 12076, diesen Faktor als »Seilmodul« zu bezeichnen.

Abb. 25 zeigt das Kraft/Wegdiagramm eines Seildrahtes. Hier kann der Elastizitätsmodul eines Drahtes als Steigung der Kurve im linearen Bereich ermittelt werden.

Abb. 26 zeigt ein Kraft/Wegdiagramm einer Litze. Da die Litze aus mehreren Drähten unterschiedlicher Länge und unterschiedlicher Schlaglängen oder unterschiedlicher Schlagwinkel aufgebaut ist, werden hier im unteren Lastbereich zunächst die kürzeren und weniger elastischen Elemente mit Last beaufschlagt. Aus diesem Grund ist die Kurve im unteren Bereich nicht linear. Sie wird erst dann linear, wenn alle Drähte der Litze gemeinsam tragen.

Abb. 27 zeigt das Kraft/Wegdiagramm eines Seiles. Auch hier finden wir im unteren Lastbereich einen nicht linearen Zusammenhang zwischen Spannung und Dehnung. Auch hier erklärt sich die Nichtlinearität durch die Überbelastung der kürzeren und der weniger elastischen Seilelemente. Das Kraft/Wegdiagramm ist in dem Bereich linear, in dem alle Seilelemente gemeinsam tragen und noch nicht fließen. Infolge von Setzeffekten vergrößert sich der Elastizitätsmodul von Drahtseilen während der Seillebensdauer. Der größte Teil dieser Veränderung geschieht bereits bei den ersten Belastungen des Seiles. Später ändert sich der Elastizitätsmodul dann nur noch geringfügig. Deshalb sollte ein neues Drahtseil vor der Messung des Elastizitätsmoduls mehrfach be- und entlastet werden. Die Ermittlung des Seilelastizitätsmoduls ist in ISO 12076 beschrieben.

Querdruckstabilität

Die Querdruckstabilität eines Drahtseiles ist eine Funktion der Seilgeometrie und der Stranglast. Üblicherweise reduziert sich die Querdruckstabilität eines Drahtseiles mit der Erhöhung der Zahl der Seilelemente. Sie erhöht sich mit der Erhöhung der Stranglast. Seile mit unzureichender Querdruckstabilität sind für Mehrlagenwicklung nicht geeignet.

Gefügestabilität

Es ist wichtig, dass das Drahtseil seine Struktur während seiner Lebensdauer behält. Die Gefügestabilität eines Seiles kann erhöht werden durch eine Kunststoffeinlage zwischen IWRC und den Außenlitzen. Die Kunststoffeinlage fixiert die Position der Seilelemente relativ zueinander.

Durchmesserreduzierung eines Drahtseiles

Mit erhöhter Stranglast wird ein Drahtseil nicht nur länger, sondern auch der Durchmesser reduziert sich. Ein großer Teil der Durchmesserreduzierung ist allerdings reversibel, d.h. der Durchmesser erhöht sich wieder, sobald sich die Stranglast reduziert. Ein Teil der Durchmesserreduzierung ist jedoch permanent. Wenn die Durchmesserreduzierung eines Drahtseiles unter Last zu stark ist, wird bei der Mehrlagenwicklung das Seil unter Umständen in die unteren Lagen der Trommel gezogen. Daher muss die Durchmesserreduzierung bei der Konstruktion eines Drahtseiles für Mehrlagenwicklung berücksichtigt werden (Abb. 28).