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(duì)安全施工至關(guān)重要。分析張力架線過(guò)程表明，鋼絲繩在經(jīng)過(guò)牽引卷筒時(shí)，其受力狀況最為復(fù)雜且是最易發(fā)生危險(xiǎn)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(duì)編織鋼絲繩卷繞彎曲狀態(tài)下的力學(xué)特性進(jìn)行研究。本文以四方八股編織鋼絲繩為例，對(duì)其進(jìn)行彎曲狀態(tài)下的數(shù)學(xué)模型構(gòu)建，以鋼絲繩經(jīng)過(guò)牽引卷筒

2、時(shí)的彎曲受力狀態(tài)為工況，進(jìn)行其彎曲狀態(tài)下的應(yīng)力及變形分布探究。具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　針對(duì)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(shí)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(guò)坐標(biāo)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(jì)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(shí)建立牽引卷筒的簡(jiǎn)化幾何模型，進(jìn)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(shí)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(jìn)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(guò)牽引卷筒時(shí)鋼絲繩繩股

4、應(yīng)力及變形的分布規(guī)律;通過(guò)不同摩擦系數(shù)設(shè)置，仿真分析摩擦系數(shù)對(duì)其彎曲狀態(tài)應(yīng)力及變形的影響;同時(shí)對(duì)不同節(jié)距下的模型進(jìn)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(duì)其進(jìn)行卷繞彎曲狀態(tài)拉伸試驗(yàn)。試驗(yàn)從定性和定量分析的角度確定兩種方案，定量分析通過(guò)將同種載荷下的彎曲拉伸試驗(yàn)伸長(zhǎng)量與模擬伸長(zhǎng)量進(jìn)行對(duì)比;定性分析則是將編織鋼絲繩卷繞彎曲狀態(tài)拉伸試驗(yàn)所