在富集氯离子环境中钢丝绳吊索结构的腐蚀性能分析

氯离子是海洋大气中的重要成分,往往会腐蚀钢丝绳吊索。采用与西堠门大桥直径为60 mm的吊索类似结构的钢丝绳,利用室内加速试验模拟海洋大气中氯离子对钢丝绳吊索的腐蚀环境,研究了不同浓度氯离子环境下钢丝绳的腐蚀,并利用SEM(扫描电子显微镜)和XRD(X射线衍射)对腐蚀产物及形貌进行分析。结果表明:吊索结构钢丝绳在其它条件相同的情况下腐蚀速率随氯离子浓度的增加而增大,钢丝绳的腐蚀与其钢丝缠绕紧密程度密切相关,并且腐蚀产物积累分布不均匀,在钢丝缝隙处较多;吊索结构钢丝绳在条件相同的情况下腐蚀速率随时间的推移而减小;吊索结构钢丝绳与钢片腐蚀的微观物理结构有显著差异,即钢丝绳腐蚀无腐蚀裂缝而钢片腐蚀有腐蚀裂缝。

钢丝绳浇铸索具的研究与应用

介绍钢丝绳浇铸索具相关标准现状。对浇铸接头基本结构的加工制作方法、优缺点及使用场合进行说明;介绍常见的叉耳、单耳式浇铸索具的基本结构和连接方式,以及3种可调节浇铸索具的结构和使用场合;分析几种典型专用形式钢丝绳浇铸索具的基本特点和连接方式。提出钢丝绳浇铸索具生产过程无害化及专用化的发展方向,以便钢丝绳浇铸索具更好地满足实际应用的需求。

波浪冲击下钢丝绳索具应力场与疲劳寿命研究

钢丝绳索具是海洋工程吊装平台起柔性连接的关键部件,常受到不规则波浪的冲击作用,采用流固耦合方法进行应力与疲劳寿命的研究对钢丝绳索具的安全具有重要意义。基于SOLIDWORKS与ANSYS平台,建立钢丝绳索具单向流固耦合分析模型,结合虚拟疲劳寿命分析方法,对波浪冲击下钢丝绳索具的应力与疲劳寿命进行有限元分析,同时对比了静载下钢丝绳索具的应力与疲劳寿命特性,为钢丝绳索具的设计与性能评估提供理论依据。通过分析发现,波浪冲击使钢丝绳索具内部应力成＂双峰＂型分布,在增大应力同时加剧应力分布的不均匀性,以及降低钢丝绳索具的疲劳寿命。随着波速从（3~6）,钢丝绳索具最大应力从140.08增大到307.73,应力变化范围从（112.73~274.52）;在预设计疲劳寿命1次情况下,实际使用寿命成＂S＂型由950000次减小到960次。

钢丝绳索具压制成形仿真分析

钢丝绳索具是广泛运用于海洋工程中起柔性连接作用的有效工具之一,具有强度高、承载能力强、韧性好等优点。由于索具中铝套壁厚的大小与索具承载力密切相关,壁厚的大小最直观的结果就是延伸率,行业中采用控制延伸率为25%～35%的方法实现索具满足承载力的要求。基于SolidWorks-ABAQUS平台,结合显示动力学分析方法对模型的压制成形过程进行仿真分析,并采用控制变量法改变索具接头中铝套的壁厚尺寸,得出索具成形所需压制力、铝套的延伸率以及钢丝绳索具疲劳寿命的变化规律。研究结果显示1X7+IWS-18mm型钢丝绳索具(对应铝套壁厚为7mm)压制成形后最大应力分布在钢丝绳自接触部分,大小为912.6MPa,成形所需压制力为1097.51kN,铝套延伸率为25.53%,疲劳次数为353次。

钢丝绳复合套索具压制成形仿真研究

针对高强度要求的固结钢丝绳索具,提出新型的复合型钢套加铝合金套固结方式,并基于SolidWorks-ABAQUS平台对钢套与铝合金套复合方式及其配合间隙大小进行仿真研究。采用单因素控制变量法分别改变钢套与铝套之间的间隙(0~5)mm及其复合方式(铝套--钢套、钢套--铝套),得到了钢丝绳的应力分布特性和变化规律。仿真分析表明,采用钢套--铝套的复合方式进行压制成型的钢丝绳复合套索具其钢丝绳应力随着复合间隙的增大呈"锯齿状"递增,在"零间隙"时钢丝绳最大应力值最小,为897.8MPa,且应力分布均匀,应力波动为6.4%,能有效改善钢丝绳力学工作性能,更好的满足使用需求。

钢丝绳压制索具研究和应用

介绍钢丝绳压制索具相关标准现状。对绳套型压制索具和锚头型压制索具的加工成形工艺及使用场合进行说明;介绍安全绳、九股钢丝绳吊索及钢丝绳拖网3种典型的专用型压制索具的基本结构和特点。提出起吊用钢丝绳压制索具、工程用压制索具的发展方向。通过不断发展,使钢丝绳压制索具更广泛地应用于各个领域。

压制钢丝绳索具分类及应用

介绍压制钢丝绳索具的分类、特点、应用范围、制造要求和使用注意事项,列出了压制索具的载荷(WLL)计算公式。压制钢套索具可分为普通钢压制钢套索具和不锈钢压制钢套索具,压制钢套的原材料一般采用高强度合金钢制作,常选取20Cr作为原材料,压制索具可以根据客户需要提供任何受力状态下的成品索具。在整体结构上索具制作周期短,自重轻且强度高,因此被广泛应用。

钢丝绳索具用闭式索节断裂失效分析

采用宏观断口形貌、化学成分、力学性能分析,光学显微镜及扫描电镜组织分析等对失效索节进行了断裂机理研究。结果表明,索节失效断裂主要原因是由于铸造工艺不当引起的中心缩孔以及中心偏析,并且存在过烧引起的熔洞以及枝晶状铸造组织,这些缺陷降低了索节的力学性能。索节在受力作用下,心部的中心孔洞为断裂源首先失效,进而从心部向外失效断裂。

钢丝绳索具复合套压制接头应力仿真分析

钢丝绳索具因其强度高、承载能力强、耐磨性好、传动平稳等优点而广泛应用于船舶运输、海洋工程、航空航天、矿山机械等领域。而目前单一的铝合金套、钢套索具难以满足高强度的需求,因此提出采用新型的铝合金套加钢套复合型套管高强度固结索具方式,并探究复合套的长度尺寸变化和排列方式(铝合金套--钢套、钢套--铝合金套)对钢丝绳应力特性的影响规律。基于SolidWorks-ABAQUS平台,建立1X7+IWS-24mm型单股折返式钢丝绳独特的空间螺旋结构三维模型,并结合显示动力学的方法对钢丝绳复合套索具模型进行压制成形FEA仿真分析,采用单因素控制变量法分别改变钢套与铝合金套的长度尺寸和其排列方式,得到了压制成型后钢丝绳的应力分布特性和变化规律。仿真结果表明,采用钢套--铝合金套排列方式且钢套长度L1所占比值为复合套总长L(80mm)的75%时,即钢套长度L1为60mm,铝合金套长度L2为20mm时,经压制成型后其钢丝绳最大应力值最小,为895.9MPa,并且钢丝绳的承载力能够达到最大抗拉强度2160MPa,可以有效改善钢丝绳力学分布特性及其工作性能,更好的满足使用要求。

起升用大规格钢丝绳索具研制

介绍开式、开闭式2种锚具结构形式,提出大规格钢丝绳索具两端锚具制作工艺及低温性能要求,锚具强度核算方法以及锚具制作执行标准,并对大规格钢丝绳性能要求、长度误差要求及其保证方法进行阐述。对大规格钢丝绳索具的制作工艺进行详细说明。提出钢丝绳的维护及更换原则。分析研究的大规格钢丝绳索具各项性能指标均达到国外要求。

九股钢丝绳吊索制作工艺

国内外吊装行业应用最广泛的索具有4大类:压制索具、插编索具、浇铸索具和环索索具。总结客户需求得出:市场对吊索吊装条件要求非常苛刻,吊点部位尺寸小,吊装空间受限制,吊索柔韧性好,吊索寿命长等。研制出钢丝绳吊索具的升级产品九股钢丝绳吊索,对九股钢丝绳吊索的特点、结构和优势进行阐述,并与常规索具进行性能对比。

悬索桥吊索用钢丝绳国家标准的研制

介绍悬索桥吊索用钢丝绳国家标准研制的背景、必要性、制订过程和主要内容。针对悬索桥吊索用钢丝绳国家标准的订货内容、技术要求等项目作了制订。标准主要包含单层圆股钢丝绳、单股钢丝绳和密封钢丝绳3大类钢丝绳,公称直径确定为40~120 mm。该标准是钢丝绳领域的一项专用标准,标准的研制使钢丝绳领域的国家标准体系更加完善,对悬索桥用钢丝绳的技术进步起促进作用,有利于促进国家桥梁建设技术的安全、快速发展。

高精度钢丝绳吊索制作工艺及质量控制

钢丝绳吊索是悬索桥最重要受力构件之一,钢丝绳吊索长度精度直接影响悬索桥的线型、受力和桥梁使用寿命。提高钢丝绳吊索的长度精度是悬索桥建设最重要的技术之一。通过改变钢丝绳吊索索体结构,提高钢丝绳吊索弹性模量及结构稳定性,采用预张拉的方式消除钢丝绳索体的非弹性变形,采用应力配长下料方式精确切割,采取严格的质量控制措施,成品吊索长度精度得到保证。经检验,静载及动载性能满足标准要求。

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。

钢丝绳预制缠绕索具研制

介绍钢丝绳预制缠绕索具强度校核、结构设计、制作工艺和使用情况。对钢丝绳在弯曲状态下使用时强度折减进行计算,校核安全系数,并对钢丝绳预制缠绕索具的使用特点进行论述。结果显示,该索具可满足大模块整体吊装需求,提高大规格钢丝绳索具的整体性能。

钢丝绳压制索具弯套机研究

为解决φ40 mm以上钢丝绳压制索具制作弯套时定位费工、费时、效率低、人为影响因素大等问题,研制一种φ190 mm内钢丝绳压制索具弯套机。介绍钢丝绳压制索具的分类、主要制作过程,以及钢丝绳压制索具弯套机的压送绳组件、压套管组件、弯套旋转组件、液压控制部分和工作原理,并总结出钢丝绳压制索具弯套机的特点。

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。

吊索用钢丝绳结构设计

吊索用钢丝绳在确保钢丝绳常规指标及特高破断拉力的情况下,必须通过JT/T449—2001《公路悬索桥吊索》对疲劳性能的要求,要求在疲劳试验脉冲次数为2×106的情况下,断丝率≤5%。原钢丝绳设计方案存在股间距偏小,内外层股绳的捻距、捻角未控制到最佳等问题,从而导致钢丝绳的断丝率超标。新方案在保持钢丝绳直径、外股结构不变的情况下,采取改变钢丝绳金属芯的结构,增加填充股;金属芯直径加大1.1%,钢丝绳股间距增加2.7%,以消除股间的压痕;增加填塑工艺;改进钢丝绳生产工艺等一系列措施,生产出满足耐疲劳、特高破断拉力要求的吊索用钢丝绳。

ISO 8794:2020《钢丝绳插编索具》国际标准的修订及技术创新

钢丝绳插编绳索具有广泛的工程应用背景,其安全性非常重要。指出了ISO 8794:1986存在的问题,介绍了ISO 8794:2020从修订案提出到完成标准修订并出版的历程以及ISO 8794:2020的技术优点。ISO 8794:2020对中国钢丝绳插编索具产品的质量提升有积极作用,同时提升了中国在国际钢丝绳索具检验方面的影响力和话语权。

《钢丝绳插编吊索》团标的制定解释

介绍制定T/CSM 35—2021《钢丝绳插编吊索》团体标准的任务来源、工作程序和编制准则,对标准中9个章节与5个附录的主要条款进行解释。标准主要内容有术语与定义、分类与标记、原材料要求、外观尺寸与性能、检验方法和检验规则、包装标记运输与贮存、选用和使用;2个规范性附录和3个资料性附录。