钢丝绳受拉力作用下绳股侧丝和轴向应力、切应力、等效应力及钢丝变形规律
(1)在绳股侧丝中,应力应变水平呈不均匀分并且随股中钢丝的位相和长度方向的位置发生变化。钢丝截面上的轴向应力呈层状分布,以钢丝绳中心轴为对称轴逐渐变化,靠近中心轴侧呈拉应力状态,远离中心轴侧呈压应力分布;等效应力与等效应变的分布特征相似;塑性区分布在钢丝表面附近区域,包围着截面中心部分的弹性区。
(2)在钢丝表面上,切应力、轴向应力和等效应力均呈空间二次螺旋状分布,弹性区和塑性区交织在一起。在钢丝截面上等效应力呈近似对称层状分布。
(3)钢丝截面上存在切应力。由于曲率半径对钢丝切应力的影响,同向捻钢丝绳股侧丝切应力较芯丝稍大。比较同向捻与交互捻钢丝绳股侧丝,同向捻绳股中钢丝的切应力明显高于交互捻钢丝绳。
试验数据与模型摸拟变形值对照,以此检验应的模拟值。试验结果表明,本文建立的钢丝绳有元计算模型计算结果与试验结果的变化趋势基本合,说明所建立的钢丝绳有限元模型具有一定的理性。试验值与有限元计算值存在误差,分析认主要由于计算值忽略了钢丝间的摩擦,摩擦力的影响是出现上述结果的主要原因之一自于载荷读数误差、仪器精度及读数用弹性支撑点的误差,以及几何尺寸误差等。减小试验误差的方法为增加试验每测点均采用在不同时间内多次次),取读数稳定且接近度高的一半平均而得此结果。
结论
(1)对比同向捻与交互捻钢丝绳模型计算结钢丝绳在受轴向拉伸载荷作用下,同向捻钢丝侧丝应力明显高于交互捻钢丝绳。
(2)在钢丝绳绳股中钢丝应力变化呈螺旋状变同向捻钢丝绳侧丝应力在绳股外侧时较大,交钢丝绳侧丝应力在绳股内侧时较大。
(3)本研究进行了所选钢丝绳的拉力变形试依据计算所得的钢丝绳变形与应力相关关系,钢丝绳试验变形值与理论变形量,验证了钢丝的理论计算结果。