Kabelelasticiteit

Kabelelasticiteit is de eigenschap van een kabel om onder belasting te vervormen en na het verwijderen van de belasting terug te veren, zolang de belasting binnen het elastische gebied blijft. In dit elastische gebied is de elongatie omkeerbaar en volgt de kabel de lineaire relatie tussen kracht en rek.

De elasticiteit wordt gewoonlijk gekarakteriseerd door Young's modulus E van het gebruikte materiaal. Voor een rechte kabel met doorsnede A en lengte L geldt in het lineaire regime rek ε = σ / E en ΔL = (F L) / (A E), waarbij σ = F / A de spanning is en F de aangeworpen kracht. De effectieve stijfheid van een kabel is k = (A E) / L. Voor stalen kabels ligt E rond 200 GPa; voor synthetische vezels zoals aramide of polyethyleen variëren de modulus van enkele GPa tot ongeveer 100–150 GPa, afhankelijk van het materiaal en de constructie.

Naast het materiaal hangen de elasticiteitskenmerken af van temperatuur, belastingsomvang en kabelconstructie. Kabels kunnen tijdsafhankelijk vervormen: creep (toename van lengte onder constante belasting) en relaxatie (afname van spanning bij constante lengte). Deze tijdafhankelijke fenomenen beïnvloeden de prestaties in toepassingen zoals hijskranen, elevatorsystemen, brugkabels en guy wiring.

In de praktijk worden ontwerp- en onderhoudsmaatregelen getroffen, zoals voorafbelasten (pre-tensionering) en periodieke monitoring, om binnen het elastische bereik te blijven en langetermijnveranderingen te beheersen.