拉索半精细化有限元模型及其敏感性分析

拉索是由钢丝通过一定方式绕捻组合而成,其力学性能是其组成钢丝性能以及相互间组合受力的综合体现.基于不同拉索的绞捻特性,提出拉索半精细化有限元模型,使用倾斜且旋转排列的短梁来模拟绕捻钢丝,并通过节点耦合的方式模拟钢丝之间的相互作用关系.结果表明:该方法能够得到拉索的整体组合性能以及组成钢丝的内力分布,并且计算简单高效.在轴向力作用下,内部钢丝受力较大,越往外圈受力越小.基于有限元的概率计算和敏感性分析能够反映出钢丝材料不定性对于拉索整体机械性能的影响.

钢拉索拉-弯耦合效应受力性能研究

针对索撑节点处产生局部弯曲的连续索,采用ABAQUS建立了钢拉索拉-弯耦合效应下的精细化有限元模型,同时进行了高钒索拉-弯耦合效应下受力性能的试验研究,得到高钒索拉-弯耦合效应下的破坏模式、破断力、极限应变,并与拉索单纯受拉伸状态下受力性能数值模拟结果进行对比,验证了钢拉索拉-弯耦合效应精细化有限元模型的正确性.分析表明:拉索在索夹端部的弯曲导致局部钢丝挤压接触面积增大,影响整股钢丝传力,造成局部受力增大而率先发生破断;拉-弯耦合效应对拉索的受力不利,极限应变降低,将显著降低拉索的塑性变形能力,使结构发生脆性破坏,应优化索撑节点设计并注意施工过程安全.