无粘结预应力钢绞线锈蚀后力学性能研究

随着预应力混凝土结构的广泛应用,其耐久性问题已经成为普遍关注的研究课题。钢绞线作为无粘结预应力结构的关键材料,研究其锈蚀引起的耐久性问题具有较强的现实意义。本文采用钢绞线加速锈蚀试验,研究无粘结预应力钢绞线锈蚀后的力学性能,分析不同锈蚀程度对钢绞线的名义极限强度、名义屈服强度、名义弹性模量、伸长率的影响,建立锈蚀率与钢绞线名义极限强度、名义屈服强度,名义弹性模量和伸长率之间关系的数学表达式,提出锈蚀钢绞线的应力-应变本构关系。对比普通钢筋锈蚀后的力学性能,研究表明:钢绞线与普通钢筋相比,对锈蚀更为敏感。本文建议在无粘结预应力混凝土结构中更应该关注钢绞线的锈蚀问题。

用于矿井提升机钢丝绳张力测量的光纤光栅传感器设计

针对用于矿井提升机钢丝绳张力测量的电子传感器存在可靠性低、抗潮能力差、寿命短等问题,设计了一种光纤光栅传感器。该传感器采用双栅结构,利用差动补偿法消除温度的影响;通过光检测装置检测光栅的中心波长偏移量,根据中心波长偏移量与压力之间的线性关系可间接推算出传感器受到的压力,即为钢丝绳张力。实验及测试结果验证了该传感器的可靠性。

钢丝绳弹性性能的建模与测量研究

将钢丝绳作为一种连续介质材料来分析,建立起力学求解模型,采用了名义材料性能与实际材料性能的换算方法。以力学模型和换算方法为指导,设计了弹性性能测试实验,得到了具体钢丝绳在受轴向张力和径向压力作用下的轴向弹性模量、正交弹性模量及泊松比。

预张拉对钢丝绳结构伸长的影响

通过试验得出准14-1770钢丝绳的破断拉力,然后对钢丝绳进行四因素三水平二次预张拉正交试验。结果表明,经过预张拉试验后,钢丝绳都有不同程度的伸长,弹性模量增加,钢丝绳直径变小,但该钢丝直径没有变化,说明钢丝没有发生塑性变形。经过42 k N×15 min＋105 k N×20 min处理后的钢丝绳具有最优的性能,钢丝绳结构伸长0.43%,弹性模量增加36%。

钢丝绳芯橡胶输送带广义本构模型建立与实验验证

从钢丝绳芯橡胶输送带所具有的钢丝绳和橡胶双重物理特性出发,通过将钢丝绳芯和橡胶覆盖层本构模型的组合来获得输送带整体的本构模型。采用Kelvin模型描述钢丝绳芯的本构模型,采用标准固体模型描述覆盖层橡胶的本构模型,通过将一个标准固体模型与多个Kelvin模型进行并联叠加组合推导了简谐应变下输送带的应力表达式,构建了输送带的广义本构数学模型。分别对钢丝绳芯和橡胶基体进行了动应变加载实验,获取了两者的本构模型参数,再利用广义本构模型对输送带的粘弹性力学特性进行预测。最后对输送带进行了动应变加载实验,并将实验结果与广义本构模型计算结果进行了对比。结果表明,通过计算钢丝绳芯的本构模型参数、覆盖层橡胶的本构模型参数及钢丝绳与橡胶覆盖层的体积比,能够较为准确的描述输送带的粘弹性力学行为,所建立的广义本构模型具有较高的精度。

水力式升船机钢丝绳弹性模量对运行稳定性的影响

水力式升船机机械连接系统中,钢丝绳是连接平衡重和船厢的柔性介质。钢丝绳在升船机运行过程中的变形特性与升船机运行稳定性有密切关系,研究意义明确。针对钢丝绳变形,进行一维仿真计算,分析绳端变形特性,进而揭示运行过程中钢丝绳弹性变形引起的船厢或平衡重附加位移特性。此外,建立“同步轴-钢丝绳-载水船厢”三维耦合模型,研究了钢丝绳弹性模量对船厢纵向倾斜量的影响,获得船厢纵倾量对钢丝绳弹性模量的响应规律。

钢丝绳拉伸状态下弹塑性仿真和试验研究

研究了1×19型钢丝绳在拉伸载荷作用下的力学特性,重点研究了轴向载荷超出弹性极限时的弹塑特性。首先建立了1×19型钢丝绳有限元分析模型,研究了其在弹性和弹塑性状态下的应力和应变特性。而后进行钢丝绳拉伸试验,测定了其名义应变-应力曲线和塑性变形特点,阐明了负载在钢丝之间的分布特点。将数值模拟分析结果和试验结果进行对比分析,验证了模型的正确性。

细小规格钢丝绳结构伸长研究

残余拉拔应力和捻制应力是钢丝绳在生产捻制过程产生结构伸长的主要原因。制绳钢丝的残余拉拔应力主要有残余拉应力、残余弯曲应力和残余扭转应力。钢丝绳股绳捻制过程中的捻制应力主要有扭转应力、弯曲应力和拉伸应力。以7×3—0.90结构细小钢丝绳为研究对象,将制绳钢丝的直径公差控制在±0.005 mm,中心股的3根钢丝适当加粗为0.16 mm,各股的股间间隙保证在0.01 mm,中心股丝径加粗,破断拉力上升,结构伸长下降。钢丝绳的股捻距一定,随着成品绳捻距的增大,钢丝绳破断拉力上升,结构伸长率下降。当钢丝绳成品捻距一定时,随着股捻距的增大,钢丝绳破断拉力上升,结构伸长率下降。

钢丝绳绳排制造技术

介绍钢丝绳绳排的工程应用。对钢丝绳绳排的制作过程进行说明,并对钢丝绳长度相对误差产生的原因及引起的结果进行分析。给出预张拉绳排制造工装制作要求及绳排制造注意事项。实践证明,在预张拉状态下制作的钢丝绳绳排抗拉强度高,尺寸一致性好,生产效率大幅提升。

桥梁用钢丝绳主索的制作和应用

介绍典型的钢丝绳主索结构,以及钢丝绳主索在小型桥梁上的实际应用情况。采取消除非弹性变形、解决弹性伸长、温度修正等方法达到控制钢丝绳主索制作长度误差的目的,以此提高钢丝绳主索质量。对施工时索体上测量标记的设置方法进行说明。提出索体表面加高密度聚乙烯塑料护套和索体表面镀锌-5%铝-混合稀土合金是主索提高防腐性能的主要发展方向。

钢丝绳力学性能综合研究

以普通碳钢和不锈钢材质6×19+IWS—3.2航空操纵用钢丝绳为例,通过对钢丝绳拉伸性能力学检测、研究和分析,系统地研究钢丝绳合理夹持、稳态弹性模量准确测量、初始弹性模量和不稳定态弹性模量的测量比较、0.2%非比例伸长时屈服应力(Rp0.2)和真实极限强度(Rm)测量及屈强比(Rp0.2/Rm)分析、屈服时拉伸总应变(εt0.2)和破断时拉伸总应变(εt)测量及分析、破断断口分析、实际横断面积的分析和比较。开发的自锚式钢丝绳锚夹具能准确控制钢丝绳结构伸长和准确测量弹性模量等钢丝绳重要力学参数,同时对钢丝绳整绳检验和修正现行国家标准具有重要的参考意义。

预张拉电梯钢绳伸长特性探讨

介绍预张拉电梯钢绳的特殊性能要求，评价现行国标的适用性。根据电梯钢绳拉伸弹性模量（Ｅ值）的测定结果，分析预张拉处理前后钢绳伸长性能的变化，评价ＩＳＯ标准试验Ｅ值的实际含意，提出生产预张拉电梯钢绳应控制的关键工艺环节和可行的新途径。

客运架空索道钢丝绳弹性伸长的计算

文中介绍了客运架空索道钢丝绳弹性伸长计算的基本原理和方法,推导了用于计算钢丝绳弹性伸长量的索跨平均张力计算公式。在此基础上,进一步讨论了索跨计算时钢丝绳弹性伸长对钢单位重取值的影响,给出了索跨内钢丝绳平均张力的简化计算方法,结合实际算例指出了该方法的适用范围,并给出了客运架空索道全线钢丝绳弹性伸长的计算方法,可指导工程实际应用。

钢丝绳吊索结构实际弹性模量测试和长度精度控制

钢丝绳吊索是悬索桥应用较多的一种吊索结构形式。计算钢丝绳吊索弹性模量需要采用国际标准规定的钢丝绳索体金属横截面积的计算方法;减少钢丝绳吊索长度偏差的适用方法是荷载测量长度下料和荷载长度复测调整长度;实用工程控制钢丝绳吊索长度精度需要通过预张拉消除钢丝绳结构伸长,设计施工应规定统一的方法测量和计算弹性模量。欧美和日本钢丝绳吊索主要使用专用钢丝绳,表观弹性模量比较大,并以钢丝累计面积来计算宏观弹性模量,实际结果分别为约135 GPa和大于140 GPa,国内吊索规范对钢丝绳吊索弹性模量提出了要求和测量方法,规定弹性模量大于110 GPa。

插编索扣用6×37(b)类钢丝绳生产工艺

介绍6×37(b)类钢丝绳用作插编索扣制作过程,总结钢丝绳插编索扣对钢丝绳质量性能的特殊要求。分析6×37(b)类钢丝绳股丝松散的原因,提出采取减小股绳的捻距、加强股绳机械矫直和捻绳时股预变形等措施,以减小钢丝绳捻制过程中产生的捻制应力。在实际生产中以股绳的扭力大小和表面温度来衡量捻制应力和钢丝残余应力的减少程度,使钢丝和股充分产生塑性变形,减小弹性变形所产生的变形能,从而解决插编索扣用钢丝绳股及股中钢丝不松散的问题。

粗直径单股钢丝绳的研制开发

粗直径单股钢丝绳具有较大的破断拉力、较高的耐腐蚀性、较高的弹性模量及良好的不旋转性能，市场前景广阔。按照美国ASTMA586-2004a（镀锌线接触和点接触钢绞线》标准研发不同结构粗直径单股钢丝绳。工艺设计方案：采用线接触加多层点接触结构，相邻层钢丝等捻角（17°～19°）捻制；对拉拔及热处理工艺进行优化，半成品拉拔部分压缩率≤32％，成品拉拔后几道采用钠系拉拔粉，控制部分压缩率≤28％，采用直接水冷模盒；给出镀锌槽溶液及镀前表面处理的工艺参数；捻制工装采用自制筐篮式无极调速、工字轮可翻身捻股机。按此工艺方案，以1×145（1—9—9—9＋9—18／24／30／36）结构、050．8mm单股钢丝绳为例进行生产，给出钢丝绳设计参数，成品全部为A组镀层、2级品，符合标准要求。

钢索钢丝绳断后伸长率测试新方法

通过对钢索的产品技术要求、钢索组成结构、试样夹持方式、试验参数等方面进行分析,提出了一种钢索钢丝绳断后伸长率测试的新方法。试验结果表明:采用新试验工艺、专用工装及大量程引伸计进行断后伸长率测试,不仅能够锁紧试样,而且又不损伤试样,拉伸过程符合GB/T 228.1—2010的要求。该方法填补了实验室的检测空白,获得了可靠的试验数据,满足了产品使用部门的测试需求。