基于导波模态转角的钢绞线张拉力计算方法研究

基于超声导波在钢绞线中传播受钢绞线张拉力影响特性,提出了一种钢绞线张拉力计算方法。以直径15.2 mm七芯钢绞线为例,理论推导了单根钢丝受不同边界约束条件下纵向导波频散曲线;用有限元方法模拟了导波在单根钢丝及有张力钢绞线中传播过程;分析了引起模态变化的原因及受张拉力影响下模态转角变化规律。结果表明:随着钢丝表面位移约束刚度增大,一阶纵向导波频散曲线整体向高频位置偏移,且小波数部分向高频偏移更为明显,从而在频率300 k Hz附近形成模态转角;钢绞线在不同张拉力条件下,其一阶纵向导波模态转角主要受钢丝间的切向摩擦力影响;考虑钢绞线螺距及摩擦系数影响的钢绞线张拉力与导波模态转角之间吻合幂函数关系。