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.

弯曲状椭圆股钢丝绳建模及承载特性分析

基于可变半径方法推导直线状椭圆股钢丝绳参数方程,建立4+10+15弯曲状的椭圆股钢丝绳数学模型和有限元模型,并对绳端施加集中载荷作承载工况,分析不同捻角弯曲状椭圆股钢丝绳等效应力和变形的分布规律。仿真结果表明:中心丝和外层丝等效应力会随股绳捻角的增加而增大,整绳应力主要分布于中心丝;外层丝的旋向影响钢丝绳与弯曲绳槽间力学性能,进而导致椭圆股钢丝绳截面外层丝等效应力分布不均;捻角会影响钢丝绳伸长量,12°、16°和20°捻角弯曲状股绳伸长量分别为0.063 mm,0.092 mm,0.134 mm,捻角越大,钢丝绳刚度越小。该研究为其他异股钢丝绳建模及性能分析提供理论参考。