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.

三角型和圆型钢丝绳股弯曲性能有限元比较研究

基于绳股结构特点、钢丝材料弹塑性及钢丝间的摩擦接触等因素,对三角型及圆型钢丝绳股弯曲力学性能进行分析,建立了上述两种类型钢丝绳股的有限元计算模型,并对具有相同捻角及总钢丝截面积的两类绳股的弯曲力学性能进行了对比分析.结果表明:纯弯曲载荷作用下,三角型和圆型钢丝绳股均表现出弹塑性力学特征,且弯矩对曲率的响应存在滞后现象;二者抗弯刚度分别以0.2%/(°)和0.8%/(°)的速率随捻角的增大而减小,且分别以22.3%/mm和15.5%/mm的速率随侧丝直径的增大而增大;二者von Mises应力分别以0.9%/mm和0.6%/mm的速率随侧丝直径的增大而增大,二者塑性变形分别以5.8%/mm和2.3%/mm的速率随侧丝直径的增大而增大;三角股的抗弯刚度、von Mises应力、总变形和塑性变形分别约为圆股的88.0%,89.3%,67.9%和74.6%.