預應力錨具受力過程的有限元分析及錨圈的尺寸和材料優(yōu)化.pdf

1、隨著預應力技術在橋梁、建筑、水利工程方面的大量應用，錨具作為保證有效傳遞預應力的關鍵部件也得到越來越多的關注。在保證錨固效率的同時，錨具的成本成為人們越來越關注的問題。 傳統(tǒng)的設計沿用寧大勿小的原則，基于經驗進行設計。錨具的受力情況較復雜，目前還很難用理論公式準確地計算出它的應力應變。本文以錨圈為研究對象，通過建立錨具組件的有限元模型，對錨具的受力過程進行分析，校核錨圈的強度，并對錨圈外形尺寸和材料展開優(yōu)化，最后用物理實驗驗證。

2、 在錨具受力過程的模擬方面，本文以七孔錨具為例，在分析了七孔錨具的工作狀況及結構后，對錨圈、夾片及鋼絞線的形狀進行了簡化，采用線性硬化彈塑性材料模型，設置摩擦系數之后，運用有限元分析軟件建立數值模型，對七孔錨圈的受力過程進行模擬分析，得到了錨圈在受力過程中的應力應變及位移的分布狀態(tài)，校核了錨圈強度。 在錨圈的尺寸及材料優(yōu)化問題上，首先，對七孔錨圈的外形尺寸進行了優(yōu)化，考慮到鋼材的規(guī)格尺寸及產品機加工的要求，將七孔錨圈按照

3、Ф135和Ф126兩種尺寸規(guī)格分別進行模擬計算，分析同一直徑的不同高度錨圈的應力應變的變化隨高度的變化趨勢，得到較優(yōu)的高度。第三，對七孔錨圈的兩種不同材料及其不同狀態(tài)的模擬結果進行了比較，得出45鋼通過調質處理提高它的屈服強度和斷裂強度后，用來替代40Cr是可行的。最后進行了物理實驗驗證，模擬結果與實驗結果比較一致，驗證了數值模型的正確性。 通過以上研究，本文的結論對錨圈外形尺寸的設計和選用材料提供了理論依據，起到了一定的指導作