牽引用編織鋼絲繩彎曲狀態(tài)下力學(xué)特性研究.pdf

1、編織型鋼絲繩因其不旋轉(zhuǎn)特性作為牽引繩被廣泛應(yīng)用于張力架線施工中，成為施工必備且重要的工器具之一，其力學(xué)性能分析對安全施工至關(guān)重要。分析張力架線過程表明，鋼絲繩在經(jīng)過牽引卷筒時，其受力狀況最為復(fù)雜且是最易發(fā)生危險的位置之一，由于卷筒的牽引卷繞作用，鋼絲繩受到拉、彎、扭、壓等力的復(fù)合作用，因此，有必要基于牽引工況對編織鋼絲繩卷繞彎曲狀態(tài)下的力學(xué)特性進行研究。本文以四方八股編織鋼絲繩為例，對其進行彎曲狀態(tài)下的數(shù)學(xué)模型構(gòu)建，以鋼絲繩經(jīng)過牽引卷筒

2、時的彎曲受力狀態(tài)為工況，進行其彎曲狀態(tài)下的應(yīng)力及變形分布探究。具體研究內(nèi)容如下:
　　針對四方八股編織鋼絲繩，分析其在平直狀態(tài)下的空間結(jié)構(gòu)及繩股、鋼絲之間的相位關(guān)系，探討其處于彎曲狀態(tài)時繩股及股內(nèi)鋼絲在整繩中的位置變化，確定該狀態(tài)下繩股及鋼絲之間相關(guān)參數(shù)之間的關(guān)系，通過坐標變換及微分學(xué)理論建立其彎曲狀態(tài)下繩股及股內(nèi)鋼絲的螺旋線方程，即卷繞彎曲狀態(tài)數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上分析其幾何特征，借助MATLAB軟件計算并獲得編織鋼絲繩彎曲狀態(tài)下

3、繩股及側(cè)線鋼絲的曲率變化特性。
　　基于四方八股編織鋼絲繩彎曲狀態(tài)下的數(shù)學(xué)模型，以YS9-8×19編織鋼絲繩為例，在三維軟件SolidWorks中建立其卷繞彎曲狀態(tài)下的幾何模型，同時建立牽引卷筒的簡化幾何模型，進而組合完成“繩-輪”牽引卷繞系統(tǒng)整體模型的建立。根據(jù)張力架線實際工況，確定數(shù)值模擬的載荷及約束，完成“繩-輪”牽引卷繞系統(tǒng)的有限元模型構(gòu)建并進行數(shù)值模擬。分析數(shù)值模擬結(jié)果，獲得拉伸力作用下編織鋼絲繩繞過牽引卷筒時鋼絲繩繩股

4、應(yīng)力及變形的分布規(guī)律;通過不同摩擦系數(shù)設(shè)置，仿真分析摩擦系數(shù)對其彎曲狀態(tài)應(yīng)力及變形的影響;同時對不同節(jié)距下的模型進行模擬，獲得不同節(jié)距、同種邊界條件下鋼絲繩卷繞彎曲狀態(tài)應(yīng)力分布，并分析確定該工況下最佳鋼絲繩節(jié)距。
　　以YS9-8×19編織鋼絲繩為例，對其進行卷繞彎曲狀態(tài)拉伸試驗。試驗從定性和定量分析的角度確定兩種方案，定量分析通過將同種載荷下的彎曲拉伸試驗伸長量與模擬伸長量進行對比;定性分析則是將編織鋼絲繩卷繞彎曲狀態(tài)拉伸試驗所