復(fù)合壓制固結(jié)鋼絲繩索具的海浪沖擊力學建模與疲勞壽命分析.pdf

1、鋼絲繩索具是廣泛運用于海洋工程中起柔性連接作用的有效工具之一，具有強度高、承載能力強、韌性好等優(yōu)點，因此在海洋資源開采等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。由于生產(chǎn)力的狀大，鋼絲繩索具在提升、運輸及承載中的地位日益上升，使用次數(shù)愈加的頻繁，因此對索具各項力學性能的要求也逐漸提高，而傳統(tǒng)的單一壓接鋼絲繩索具很難滿足大型工程裝備的需求。本課題研究的高強度復(fù)合型固結(jié)索具采用新型的鋼套加鋁合金套復(fù)合套管固結(jié)索具結(jié)構(gòu)，突破了傳統(tǒng)鋁合金套固結(jié)方式索具最大抗拉強度1960

2、Mpa的限制，同時針對海洋工程中存在的海浪環(huán)境，研究建立了高強度復(fù)合型固結(jié)索具所處環(huán)境的海浪模型、有限元力學分析模型、虛擬疲勞壽命分析模型以及動力學分析模型，對高強度復(fù)合型固結(jié)索具的力學性能、疲勞斷裂特性、索具動力學特性等關(guān)鍵性能進行研究，主要內(nèi)容如下所示：
　　1、基于SolidWorks平臺建立鋼絲繩索具三維實體模型，結(jié)合顯示動力學分析方法對模型的壓制成形過程進行仿真分析，并采用控制變量法改變索具接頭中套管的壁厚尺寸，得出索具

3、成形所需壓制力、套管延伸率的變化規(guī)律。
　　2、聯(lián)立ABAQUS與ANSYS有限元分析軟件，首先利用ABAQUS有限元分析軟件完成鋁合金套索具和鋼套索具的壓制成形仿真分析，并以此結(jié)果作為條件在workbench中進行虛擬疲勞仿真計算，將兩者的結(jié)果進行對比。
　　3、總結(jié)上述分析結(jié)果能夠得出該索具不能滿足大型海洋工程平臺的需求，為此提出新型的鋼套加鋁合金套復(fù)合固結(jié)索具，將鋼套與鋁合金套并列放置，并采用顯示動力學分析方法對索具成

4、形過程中內(nèi)部的應(yīng)力分布進行仿真分析，并將分析結(jié)果作為前提條件，結(jié)合虛擬疲勞壽命分析方法分析其抗疲勞能力，通過仿真分析計算后得出索具在承受208kN的軸向拉力條件下其疲勞次數(shù)為2081次。
　　4、由于海洋領(lǐng)域惡劣的工作環(huán)境，海浪沖擊的作用使得索具內(nèi)部產(chǎn)生不斷變化的應(yīng)力，嚴重影響鋼絲繩的使用壽命，因此采用基于數(shù)值模擬分析的方法，分別建立單雙套鋼絲繩索具及其海浪的有限元分析模型，分析單雙套鋼絲繩索具在海浪沖擊作用下的抗疲勞能力，分別對