編織型鋼絲繩拉伸載荷作用下的力學特性研究.pdf

1、近年來，國家電網(wǎng)特高壓線路建設快速發(fā)展，張力架線是電網(wǎng)輸電線路建設的主要作業(yè)形式。編織型鋼絲繩因具有不旋轉(zhuǎn)特性，故而在電力系統(tǒng)張力架線作業(yè)中作為引導繩和牽引繩被廣泛應用。編織型鋼絲繩在服役過程中承受著拉伸、彎曲和扭轉(zhuǎn)等載荷的作用。由于其自身結(jié)構(gòu)的復雜性使得編織型鋼絲繩在承載之后的內(nèi)部受力狀態(tài)極其復雜。編織型鋼絲繩承載后繩股的應力分布及大小對于該類鋼絲繩的強度、失效、壽命、安全使用和設計制造等具有重要影響，因此對編織型鋼絲繩進行拉伸載荷作

2、用下的力學特性研究具有重要的意義。
　　本文以輸電線路張力架線中常用的YS9-8×19編織型鋼絲繩為研究對象，對其拉伸載荷作用下的力學特性開展了理論分析、數(shù)值模擬及拉伸試驗研究。主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）分析四方八股編織型鋼絲繩截面的繩股位置分布圖，結(jié)合編織型鋼絲繩實際生產(chǎn)工藝，提出了編織型鋼絲繩的成形假設；分析編織型鋼絲繩的結(jié)構(gòu)特點及鋼絲的空間纏繞關系，應用微分幾何學相關理論及空間坐標變換原理，推導出編織型鋼絲繩鋼絲的

3、空間曲線參數(shù)方程，建立了編織型鋼絲繩的數(shù)學模型，為編織型鋼絲繩的幾何特性分析及幾何建模奠定了基礎。
　?。?）基于編織型鋼絲繩的數(shù)學模型，對編織型鋼絲繩的曲率及撓率計算方法進行了理論推導。通過MATLAB編程計算得到了曲率及撓率的變化規(guī)律圖，分析了相關參數(shù)對曲率及撓率變化特性的影響，對編織型鋼絲繩的編織工藝提出了指導性建議，也為該類鋼絲繩的力學特性分析提供了依據(jù)；同時借助編織型鋼絲繩的數(shù)學模型，在 Pro/E中建立了YS9-8×1

4、9編織型鋼絲繩的幾何模型，為進行編織型鋼絲繩拉伸載荷作用下的數(shù)值模擬奠定了基礎。
　?。?）以 YS9-8×19編織型鋼絲繩為研究對象，在構(gòu)建其幾何模型基礎上，基于ANSYS Workbench建立了拉伸載荷作用下的有限元計算模型，進行數(shù)值模擬計算；分析數(shù)值模擬計算結(jié)果，獲得了繩股的應力、變形及接觸應力、摩擦應力的分布規(guī)律，這與曲率對繩股應力影響的分析呈現(xiàn)出一致性；針對繩股間的摩擦系數(shù)對力學特性的影響進行了研究，分析了摩擦系數(shù)對繩