钢丝绳模型的建立
本文根据微分几何相关理论分析钢丝绳结构特点及钢丝的空间螺旋缠绕关系得到丝、股的空间缠绕几何关系方程，根据方程计算结果生成相应关键点，利用ANSYS软件中的B．Splines(_三次螺旋线)功能生成各钢丝母线，再用计算机软件建立钢丝绳的几何模型和有限元模型。结合钢丝绳的分析条件，建立钢丝绳应力、应变分析的边界条件，确立合理的软件分析类型和计算模式，利用ANSYS软件强大的有限元分析功能进行钢丝应力、应变的计算机数值模拟，获得不同捻制结构下钢丝沿长度方向上的轴向应力、切应力的分布规律。
1、实体模型
以6×19 1wS钢丝绳为例，钢丝绳直股内钢丝直径0．67衄，钢丝绳股rain，股内钢丝捻距44衄。根据ANSYS软件建模方法创建6x19IWS钢丝绳各丝的横载面；利用ThruLocs命令做绳芯各侧丝及各侧Splines Spline股芯母线；以各绳股股芯母线为参照坐标系分别建立局部坐标，在局部坐标中做出各绳股侧丝母线：
根据软件自底向上建模技术，利用Extrude AreasI lAlongline命令将钢丝截面沿母线拉伸成体，其几何模型如图l所示。
2、有限元模型
设置钢丝本体单元类型为8节点实体单元olid45，钢丝的弹性模量庐180 GPa，泊松比∥=0．3。利用PreprocessorMeshing命令对钢丝绳实体进行网格划分，采用六面体单元，单元端面数据为O．11ramx0．11衄，mill，截取1l rnnl绳段进行网格划117 024，节点数为165704。
3、边界条件
在ANSYS程序中，对模型进行加载方法较多。对于Solid45单元，可以在单元节点施加力或力矩，也可以在单元的平面上施加面力(单位面积上的力)，以及在单元的边界上施加线力(单位长度上的力)。对于不同的分析类型，ANSYS一般提供不同的求解控制。基本选项用来指定ANSYS进行求解的基本参数。考虑到钢丝绳工作时，股内钢丝横截面有较大的转动，钢丝绳受力问题属于大转动小应变几何非线性弹塑性问题，本计算在AnalysisStatic”选Options”区域指定“Large DisplacementItems to Results项，“Write File”设置写入结果文件solution的项目为“All items”(所有项目)。径10衄，PHILLIPS等的工作中，曾做过忽略钢丝距66触摩擦的假设，得出的结论对于拉伸载荷作用下钢上向下的丝间润滑很好的钢丝绳结果接近于实际。本计算也做此假设，探讨不同位相钢丝的应力与变形分布规律。在钢丝绳有限元模型上一端面约束三个方向的自由度，另一端施加轴向集中载荷。
