可靠性工程论文 3

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1、攀岩运动中的可靠性分析摘要：攀岩是一项新兴运动，分为爬线和抱石，爬线中会用到一系列技术装备，爬线又分为先锋攀爬和顶绳攀爬，顶绳攀爬的可靠性最低，本文对攀岩技术装备及爬线的可靠性进行了简要分析。关键字：攀岩可靠性装备爬线1引言攀岩，属于极限运动的一种，从登山运动中衍生而来。攀岩运动传入中国的历史很短，但发展迅猛。我在大学期间有幸接触到这项运动，现就所学知识对攀岩的可靠性进行浅要分析。攀岩的场地分为人工岩壁和自然岩壁。人类对自然岩壁的攀爬从远古时候就已开始，攀岩是我们祖先躲避猛兽采集食物的一项基本技能

2、。而人工岩壁的出现仅有几十年的历史，人工岩壁进入中国历史更短，我校三号公寓楼下的人工岩壁属于国内较早一批。攀岩有两种形式——爬线和抱石。由于抱石所用的装备仅是岩鞋和粉袋（装防滑粉用），下面会放上垫子作为缓冲，所涉及的环节少，安全度很高，本文不做分析，我们仅讨论爬线中的可靠性。（抱石）爬线中会用到一系列的技术装备，其攀爬方式又分为先锋攀爬和顶绳攀爬。2攀岩装备的可靠性分析2.1主锁主锁是攀岩的核心装备，功能是连接人与绳索，绳索与保护站。主锁的失效形式有锁体被拉断或者锁门意外打开。随着材料科学的发展，

3、主锁锁体被拉断的可能性越来越小，我们只要保证选用正规厂家生产的主锁，并保证按照正确的使用方法，锁体被拉断的可能性可以忽略不计。锁门的关闭和打开是受弹簧和丝扣共同作用的，这两者形成一个并联系统以保证锁门可以正常工作，使用时要保证丝扣旋到右侧位置就可以保证主锁的可靠性达到99.99%以上。最近市场上出现了一种半自动锁，与传统主锁的区别是其丝扣不需要手来拧，直接由弹簧二弹到工作位置，这样第二弹簧和丝扣串联起来，降低了其可靠度，本人不看好这款主锁。2.2快挂快挂是攀岩中使用量最大的装备，用于绳索与保护点的

4、连接，也可以作为临时保护站。相比主锁其操作方便，减少攀登中体力的消耗，但是要保证快挂的功能就需要保证直挂，扁带与弯挂都正常，所以单个快挂的可靠度是不高的，一般在先锋攀爬中（顶绳攀爬不会用到）会设置多把快挂，来保证攀爬安全。这样就是一个串并联系统，此系统比主锁更安全可靠。2.3绳索（动力绳）绳子通过绳体或绳结与其他装备连接，绳子被拉断或绳结作用失效都会造成连接失效，串联系统。绳子被拉断又是由于绳皮和绳芯全部锻炼断裂造成，并联系统。在攀登事故中这两者的发生率都很高，这就需要我们在攀登之前不仅要确保绳子

5、质量（一般大冲坠超过五次的动力绳是不能再使用的），还要确保绳结连结正确，注意打防脱。2.4安全带安全带有全身安全带和半身安全带，半身安全带由于攀爬方便，在攀登中广泛使用，安全带的作用是人体与绳索的连接。为保证安全我们应该尽量使绳索与两个攀登环连接，即使保护环失效也是安全的。保护环就相当于一个附加结构，在上方保护和难度简单的情况下使用。2.5挂片挂片是用来连接岩体和锁类的，螺栓被拉断或挂片被拉断都会引起失效。2.6保护器保护器最广泛的三大类是GuiGui，ATC，8字环（上图从左至右），由图我们可以

6、看出8字环结构最简单，一体化，所以它的可靠度是最高的，其次是ATC由两种材质做成，GuiGui零部件多，可靠度最低。保护者初期都用8字环来进行保护。下图为8字环的使用方法。2.7扁带扁带用于装备间柔性连接，在装备间的连接上与绳结相比的优势有受力更均匀，并省去了绳结这一风险环节，魔术扣的应用又使连接更为可靠。但扁带只能用于1M左右的短距离连接，扁带的接点是编带最脆弱的部位，在使用时要保证拉直，否则会有弯曲应力，降低了可靠度。3爬线方式的可靠性分析3.1先锋攀爬先锋攀爬中会有多个临时保护点进行保护，多

7、个保护点只要保证少数不失效即可保证安全，在保护人员不存在大的失误的情况下可靠度相比顶绳攀爬会高很多。3.2顶绳攀爬顶绳攀爬只有一个保护站，这个保护站又是由挂片，主锁，扁带构成一个串联系统组成，任何一个环节出错都会引起重大事故。所以有必要对顶绳攀爬进行详细的可靠性分析。4顶绳攀爬的可靠度性分析4.1顶绳攀爬故障树分析4.2顶绳攀爬故障类型图表分析故障模式故障影响严重等级发生概率检查方法规避措施X1攀爬者撞击岩体攀爬者受伤或死亡III10^(-3)绕过突兀的岩体；正确的缓冲动作X2绳结松脱攀爬者掉落I

8、II10^(-3)攀爬之前检查熟练结绳方法；注意打防脱结X3保护者疏忽攀爬者冲坠过大或掉落III10^(-2)保护者需要熟练操作；保护者在进行实际保护之前需要考核；经验丰富的保护者当副保X4绳索老化攀爬者掉落III10^(-4)攀爬之前检查绳皮绳芯使用经过UIAA或CE认证的；使用历史不明或大冲坠超过5次的不用X5主锁断裂攀爬者掉落IV10^(-4)攀爬之前检查锁门丝扣锁体使用经过UIAA或CE认证的；经过大碰撞的不用；磨损超过1/4的不用X6保护器失效攀爬者掉落IV10^(-4)