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拉索是张力结构体系中最主要的受力杆件。由于拉索构造和加工工艺原因,索丝受力机理复杂,如果假定拉索截面内应力分布均匀,会忽视索丝之间的不利挤压作用及应力不均匀现象,低估索丝局部的真实受力,存在安全隐患。因此,了解索丝的应力分布规律,对于设计人员如何布置拉索,减少材料用量有着重要的参考意义。本文对索体及索夹节点空间几何形态和数值建模方法进行了研究,并对直索及环索索夹位置处索丝的应力分布规律、索夹节点优化设计方法和疲劳寿命进行了探讨,主要研究内容包括:1、使用AutoCAD和ANSYS SCDM建模软件精确地建立三丝、七丝以及19丝三种尺寸的拉索实体模型。以有限元软件Abaqus为主要工作平台,ANSYS Workbench为辅助平台,索丝之间使用“面—面”接触方式,施加相同的应力工况和约束条件,将两种有限元软件得到的计算结果进行对比分析,得出索丝截面应力的分布情况和变化规律。结果表明:两种软件所得结果基本吻合,不同层索丝应力不均匀,内层的索丝此现象更为显著,越靠外侧的索丝,捻距越长,当拉索直径足够大时,层与层之间应力变化趋于平缓。2、使用Abaqus对索夹节点环索的应力分布规律进行静力分析,并针对应力集中区域采取一系列防护措施,包括索夹构造设计优化、添加垫层介质等。结果表明:索夹中间部位处索丝受力均匀,应力水平与初始拉应力基本一致。但索夹两端位置的索丝受到棱角挤压,应力集中显著,索夹加入倒角明显改善了这一现象。在此基础上添加垫层介质能在一定程度上缓解拉索与索夹相互间的磨损与挤压,形成一道安全稳定的中间“缓冲带”,并且橡胶材质防护效果优于铝材。索夹倒角和添加垫层介质这两种防护措施针对区域不同,但效果都比较显著,建议同时采用。3、对三丝直索模型进行了疲劳分析,估算了拉索近似的S-N曲线数学表达式,阐述了疲劳分析的完整流程,对拉索正中截面的疲劳危险区域和提高疲劳寿命的方法进行了探讨。