捻向及捻距对钢丝绳绳丝力学性能的影响

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钢丝绳属于金属捻线制品,有着特殊的空间螺旋结构,具有强度高、柔软性和运行稳定的性能特点。钢丝绳是由绳丝捻制而成,绳丝力学性能对钢丝绳整绳的力学性能有很大影响。因此对钢丝绳绳丝性能及其影响因素的研究就显得十分必要。本文首先系统地阐述了钢丝绳空间几何结构的设计理论及其结构设计的计算方法,探讨了钢丝绳捻制双螺旋模型、绳丝曲率和绳中单、双捻绳丝的空间几何方程。本文对钢丝绳绳丝性能及其性能影响因素进行了实验研究。对6×19S+FC和6×7+FC两种结构钢丝绳中右交互捻制和右同向捻制的绳丝分别进行了拉伸、弯曲和扭转的性能实验,得到它们的破断拉力、弯折和扭断次数,对实验数据进行数理统计分析,探讨捻向组合对钢丝绳绳丝力学性能的影响。本文对钢丝绳绳丝性能及其性能影响因素进行了数值模拟与分析。利用Solidworks软件和ANSYS软件建立起了6×19S+FC、6×7+FC单丝及绳股模型,并用ANSYS软件对绳丝进行了数值模拟计算,讨论捻向组合及捻距对钢丝绳绳丝力学性能的影响。实验结果和数值模拟结果均表明,对于6×19S+FC和6×7+FC钢丝绳,右交互捻钢丝绳绳丝力学性能优于右同向捻钢丝绳绳丝力学性能。数值计算结果还表明,对于6×19S+FC和6×7+FC右交互捻钢丝绳,保持绳股捻距为标准值不变,当绳丝捻距在标准值附近时,绳丝的最大等效应力和最大等效应变值均较小;当绳丝捻距离开这个区域时,无论绳丝捻距增大还是减小,绳丝中的最大等效应力和最大等效应变值都增大。
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