拉伸-扭转-弯曲作用下系泊缆索的应力响应

考虑6×19多股系泊缆索编制特点,研究缆索受到拉伸-扭转-弯曲共同作用下的应力响应。推导多股系泊缆索的螺旋线方程和不同层股丝接触点轴向距离,建立仿真模型中的代表性体积元素,推导该体积元素下的周期性边界条件,简化多股系泊缆索仿真模型,进一步优化应变和曲率加载方式,优化仿真模型加载形式。在有限元软件ANSYS中进行仿真分析,同时与解析模型进行对照。结果表明,所选取的代表性体积元素和周期性边界条件计算可靠,应力与曲率半径为非线性负相关关系,应变与应力为线性正相关关系,不同应变下曲率半径对应力的影响主要体现在最大应力数值以及位置,对应力-应变关系影响较小。

多股螺旋弹簧扭动微动磨损机理研究

基于多股螺旋弹簧工作过程中钢丝表面发生的扭动微动磨损,建立了多股簧受冲击载荷时,各股钢丝间法向接触力及角位移值的数学模型;通过数学模型所得到的试验参数,在新型试验装置上真实模拟了多股簧工作过程中钢丝间发生的柱-柱接触扭动微动;研究了多股簧钢丝在扭动微动条件下的运行行为和损伤机理.结果表明:钢丝间法向接触力大小、角位移幅值及循环次数对扭动微动行为影响很大;扭动微动T-θ曲线在平行四边形状、椭圆状和直线状3种基本类型之间转变;损伤在部分滑移区较轻微,其磨损主要表现为磨粒磨损和轻微氧化磨损;对于混合区和滑移区,损伤加剧,磨痕表面有明显的塑性变形,损伤机制主要为磨粒磨损、氧化磨损和剥层.

多股螺旋弹簧的微分几何研究

根据多股螺旋弹簧钢丝中心曲线和弹簧中心曲线的缠绕关系,建立了基于微分几何学的单股钢丝中心曲线的几何方程,并推导了曲线方程曲率和挠率等参数的表达式。采用MATLAB软件,以压缩弹簧和拉伸弹簧为例,对钢索拧角参数取值相同和取值不同的两种情况下曲率和挠率的变化过程和规律进行了分析。结果表明,曲率的差异影响多股螺旋弹簧的应力应变,钢索拧角取值影响多股螺旋弹簧的刚度。

三角股绳索建模及几何特性分析

针对三角股绳索进行建模方法和几何特性研究,基于三角直股内外层中心轨迹的参数方程,以及螺旋股单位矢量矩阵,推导三角股绳索内部钢丝矢量表达式,并通过Pro/E软件构建了三角股绳索实体模型。分析三角股绳索内部螺旋钢丝的曲率和挠率等几何特性。通过对三角股与圆股绳索内部螺旋钢丝几何特性进行对比,结果表明:三角股绳索侧股螺旋钢丝曲率和挠率随着自身旋转角的变化均以360°周期变化,侧股钢丝内侧绳芯的曲率和挠率最大,外侧最小,内层钢丝曲率和挠率大于外层,这些与圆股绳索几何特征一样;三角股绳索侧股螺旋钢丝曲率和挠率大小变化剧烈、且挠率方向发生变化。

多股钢丝绳不旋转性能分析及结构改进

对普通单层股钢丝绳和多股钢丝绳工作时内部受力进行分析,推导出多股钢丝绳加载时扭转力矩的计算公式.理论计算和实际使用效果显示,多股钢丝绳虽然比普通单层股钢丝绳在不旋转性能上有较大的优越性,但仍然存在较多缺陷.根据对缺陷的分析研究,推荐使用17×7/28×7+NF多层股钢丝绳,钢丝绳直径为21 mm、整绳受力为1kN时,扭转力矩为564.5 N·mm,比同直径34×7结构钢丝绳的扭转力矩下降了87.87%,破断拉力总和提高3%～5%,基本能消除因扭转而造成的分层现象.

计及捻角的钢芯铝绞线综合弹性模量的计算

钢芯铝绞线综合弹性模量的传统计算公式未计及捻角(绞合角)的影响因素,因而与实际情况有所差异。本文针对此不足,在现有理论分析成果的基础上,充分考虑捻角的影响因素,运用所编制的C语言程序,对《GB/T 1179—1999圆线同心绞架空导线》标准所列37种结构的钢芯铝绞线中选取18种并计算其综合弹性模量值,并将之与传统计算公式所得结果进行比较分析,最终提出修正系数。

成缆机电气退扭传动机构的设计

分析了线缆半成品在成缆机上作无退扭绞合时的扭转程度表达式以及完全退扭绞合时产生剩余扭转的数值。研究了以不完全退扭机构消除半成品内剩余扭转的方法。阐述了由复合轮系组成的电气退扭机构的原理、功能及其应用。

钢丝绳捻制损失产生原因分析

介绍钢丝绳捻制损失的概念.通过试验,模拟雪茄式（管式）捻股（合绳）机捻制过程中的钢丝变形状况,证明钢丝绳捻制损失主要是由于在捻制股绳过程中钢丝自身扭转变形引起的,包括两个相反方向上的扭转变形,其单方向上最大理论变形量为一个捻距内钢丝螺旋长度上发生360°自身扭转,捻距越小,单位长度上的自身扭转变形越严重,钢丝强度、扭转值降低越多.对捻制损失引起的多种捻制缺陷进行介绍与分析,指出制绳钢丝的强度标准比拆股钢丝高30～50 MPa,就可以保证捻制后的钢丝绳强度符合拆股标准要求.

多股螺旋扭转弹簧参数化建模方法研究

多股螺旋扭转弹簧在自动武器中广泛使用,目前仍没有一个标准的参数化建模方法。根据多股螺旋弹簧几何成形原理,分析了多股螺旋扭转弹簧中一次螺旋线和二次螺旋线函数关系,研究了多股扭簧标准三维参数化建模方法。在UG NX中,通过动态表达式建模方法,应用"扫掠"、"草图"等功能,建立了双圆柱三股螺旋扭转弹簧参数化模板,根据81式和56式7.62 mm步枪的扭簧参数进行参数化建模,验证了参数化建模的可行性。多股螺旋扭转弹簧建模过程中,采用标准的命名,为各类复杂弹簧参数化建模提供参考,推进复杂模型的三维参数化进程。

定向刨花板剪切模量和弹性模量动态测试

【目的】研究定向刨花板(OSB)的各向异性,探讨OSB面内剪切模量动态和静态测试方法,以提供一种快速、简便、重复性好、精度高的动态测试方法测量和分析OSB弹性常数。【方法】应用ANSYS程序计算OSB自由板和悬臂板试件的振形系数,给出振形系数依赖于板长宽比和宽厚比的关系式,通过仿真计算、动态试验和方板静态扭转试验验证其正确性。动态试验测试OSB剪切模量试件从一块整张OSB上下料制作,分为3个方向,即沿整板纵向下料制作的试件(0°或x向)、横向方向下料制作的试件(90°或y向)和沿与纵向呈45°方向下料制作的试件;方板扭转试验测试OSB剪切模量试件沿整板纵向或横向下料制作;动态测试OSB纵向、横向和45°方向弹性模量以及面内剪切模量和45°方向剪切模量。【结果】OSB实测纵向弹性模量是横向弹性模量的2.89倍,45°方向剪切模量小于面内剪切模量。正交各向异性材料方板扭转试验测试剪切模量推算公式需用±45°方向应变测量值的差值进行推算,将其用于OSB,测得的静态剪切模量与动态测试的剪切模量相当吻合。【结论】OSB弹性模量具有方向性,纵向最大,横向最小,45°方向介于二者之间;自由板扭转振形法和悬臂板扭转模态法适用于动态测试OSB面内剪切模量,其正确性得到方板扭转试验验证;0°和90°OSB动态测得的剪切模量几乎相等,可作为OSB面内剪切模量Gxy的估计值;OSB不宜按单向复合材料处理,在理论分析时宜按正交各向异性处理,OSB45°方向的剪切模量G45°<G0°或G90°;方板扭转试验用于测试OSB面内剪切模量时,应在方板两表面中心沿2条对角线粘贴±45°应变片,按±45°方向应变测量值的差值进行推算;动态测试的剪切模量与方板扭转试验测试的剪切模量相当吻合,扭转振形法测试OSB剪切模量可行。

筒式股绳机的股扭转与扭转自消除

指出钢丝绳生产过程中绳芯松捻的原因是股扭转,对筒式股绳机产生股扭转的原因与扭转自消除的过程进行分析,认为利用筒式股绳机在捻制过程中的扭转自消除及有目的的绳股预扭转是行之有效的防止松捻和紧捻的措施,在筒式股绳机的摇架上不太适合安装翻身机构。

实验室钢丝扭转试验的影响因素研究

单向扭转试验是MT/T 716-2019《煤矿重要用途钢丝绳验收技术条件》拆股钢丝试验中的必检项目,在拆股钢丝试验中判定合格与否的重要试验项目之一。在检测过程中发现,送样检测的样品实际扭转次数受到多种因素的影响。通过送样检测实例扭转次数,对检测中出现的问题以及不同扭力的比对试验进行了分析。

椭圆股和三角股钢丝绳扭转及弯曲性能研究

对椭圆股和三角股钢丝绳的扭转和弯曲性能进行了有限元分析.在考虑两类钢丝绳股空间结构的相似性及钢丝间的摩擦接触等情况下,对捻向为右捻的椭圆股和三角股钢丝绳进行参数化建模和性能求解.仿真结果表明:两类钢丝绳股的扭转刚度均随捻角和侧丝直径的增大而增大,椭圆股钢丝绳的扭转刚度和弯曲刚度低于三角股钢丝绳;相对三角股芯丝,椭圆股的芯丝应力集中现象更加明显;在相同的扭转载荷作用下,椭圆股钢丝绳比三角股钢丝绳更易达到应力屈服,这与弯曲载荷作用下的现象相反.