钢丝绳股内钢丝的载荷分布

应用微分几何理论分析钢丝绳结构特点及钢丝的空间螺旋缠绕关系,利用ANSYS软件开发常用的几种金属绳芯钢丝绳的建模程序,建立6×19IWS右同向捻和右交互捻两种钢丝绳的几何模型.通过适当的网格划分得到了钢丝绳的有限元模型,以钢丝绳一端约束三个方向自由度,另一端施加轴向集中载荷作为加载工况,确立模型求解的边界条件,并进行数值模拟.分析数值模拟结果,得出钢丝绳股内处于不同位置钢丝在长度方向上应力呈螺旋状分布,钢丝截面上应力呈中心对称分布的规律,对照分析两种捻向组合钢丝绳中对应钢丝的应力分布规律,指出捻向组合对钢丝绳股中钢丝应力分布的影响.确立钢丝绳拉伸试验方案,进行6×19IWS钢丝绳拉伸试验,用四种载荷下的拉伸变形量验证了数值模拟结果,试验结果与模拟结果基本吻合.     

钢丝绳股内钢丝应力—应变分布的计算模型及数值模拟

应用微分几何理论及利用ANSYS软件进行6×7IWS钢丝绳的几何建模和有限元建模,进行6×7IWS右同向捻和右交互捻两种钢丝绳模型对比,从几何结构上得出规律性结论,对两类钢丝绳确定相同的边界条件进行有限元计算。结果显示了两种捻向组合下钢丝绳股内钢丝应力分布及应力值的区别。对照几何模型的分析,得出相关性规律,同向捻制钢丝绳股内钢丝的应力变化幅度高于交互捻钢丝绳,应力变化周期同向捻高于交互捻,绳股中钢丝所处的位置不同,钢丝的应力也有很大差别,在一根钢丝中,应力分布与该丝所处的捻绕位置有很大相关性。通过试验验证分析结论,与模拟结果基本相符。     

基于Pro/E的圆弧弯曲钢丝绳建模理论及几何实现

为了精确建立多股圆弧弯曲钢丝绳空间实体模型,对双螺旋钢丝绳各钢丝空间几何位置关系进行了分析,运用空间坐标变换理论建立了圆弧弯曲钢丝绳数学模型,推导出圆弧弯曲钢丝绳各钢丝中心线的参数方程,结合Pro/E的参数化建模和曲面造型功能,完成了6×7IWS圆弧弯曲钢丝绳几何模型的建立。所获结论为弯曲状态螺旋钢丝绳数学模型的建立奠定了理论基础,为圆弧弯曲状态下钢丝绳的弹性特性理论分析提供了可能。     

钢丝绳应力场与疲劳寿命研究

钢丝绳以独特的螺旋结构广泛应用于起重装备中,其应力与疲劳寿命特性是评价钢丝绳工作性能的重要指标。基于SolidWorks-ANSYS平台,运用空间扭曲特征建立一个完整捻距钢丝绳模型,结合虚拟疲劳寿命分析方法,对不同钢丝捻矩6×7+IWS型钢丝绳进行应力与疲劳寿命有限元分析。通过分析发现,6×7+IWS型钢丝绳芯股主要承担着轴向载荷的作用,钢丝捻距的大小影响着钢丝绳的应力分布特性,同时应力大小决定着钢丝绳的疲劳寿命,应力越大疲劳寿命越小。研究结果表明,选取合适的钢丝捻距值,直径、侧股捻距的6×7+IWS型钢丝绳采用钢丝捻距,能有效改善钢丝绳应力分布和提高疲劳寿命,更好的满足工作要求。     

钢丝绳三维有限元建模及静态拉伸应力状态分析

钢丝绳由多根高强度钢丝捻制而成,具有强度高、柔性好、承载力强等特点,在矿山、码头、交通等领域得到了广泛的应用.根据钢丝绳的几何结构特点,建立了 7×7交互捻的钢丝绳三维有限元模型,并分析了钢丝直径、中心股捻距、外层股捻距和整绳捻距对钢丝绳周期性的影响.采用ANSYS进行优化参数的有限元模型进行静态拉伸载荷下的应力-应变...     

6×7+IWS双螺旋钢丝曲率和挠率及其应力变化特性

为了掌握提升钢丝绳内部钢丝在波动载荷下的应力状态变化,针对典型钢丝绳6×7+IWS,推导轴向载荷下螺旋钢丝螺旋角变化量的显式表达式,给出钢丝绳侧股双螺旋钢丝的曲率、挠率和应力波动表达式.分析结果表明,钢丝绳在轴向载荷下,同向和交互捻制的钢丝绳中螺旋钢丝的螺旋角随载荷线性增加,其侧股螺旋钢丝的曲率和挠率随自身旋转角的变化呈360°周期变化;靠近独立股外侧时钢丝的曲率最大,而其挠率则最小,侧股内侧则相反;同向捻制钢丝绳侧股螺旋钢丝的曲率及其波动载荷下弯曲应力变化幅度远大于交互捻制钢丝绳.     

不同结构参数的钢丝绳隔振器抗冲击性能研究

传统的钢丝绳隔振器设计依赖大量试验数据,新产品开发成本高且测试周期长.为解决此工程问题,首先,通过空间坐标系变换建立三次螺旋的钢丝绳隔振器空间轨迹方程,并利用Matlab及Pro/E软件得到钢丝绳各芯丝空间曲线及等效钢丝绳隔振器三维模型;其次,针对不同结构参数的钢丝绳隔振器,利用ABAQUS分析并计算了等效冲击刚度和冲...     

6×7＋IWS双螺旋钢丝曲率和挠率及其应力变化特性

为了掌握提升钢丝绳内部钢丝在波动载荷下的应力状态变化,针对典型钢丝绳6×7＋IWS,推导轴向载荷下螺旋钢丝螺旋角变化量的显式表达式,给出钢丝绳侧股双螺旋钢丝的曲率、挠率和应力波动表达式。分析结果表明,钢丝绳在轴向载荷下,同向和交互捻制的钢丝绳中螺旋钢丝的螺旋角随载荷线性增加,其侧股螺旋钢丝的曲率和挠率随自身旋转角的变化呈360°周期变化;靠近独立股外侧时钢丝的曲率最大,而其挠率则最小,侧股内侧则相反;同向捻制钢丝绳侧股螺旋钢丝的曲率及其波动载荷下弯曲应力变化幅度远大于交互捻制钢丝绳。     

钢丝绳隔振器系统随机响应统计线性化分析

针对钢丝绳隔振器非线性系统随机响应运动方程求解困难、计算效率低的问题,提出钢丝绳隔振器-质量块非线性系统随机响应特性的统计线性化分析方法,并通过等效前后数值仿真进行了有效性验证,同时计算位移传递率评估钢丝绳隔振器的隔振效果.结果表明,统计线性化分析方法和数值仿真所得系统的随机响应曲线一致,验证了统计线性化分析钢丝绳隔振器系统随机响应特性的有效性和准确性,且分析速度远远高于数值仿真,显著提高了非线性隔振系统的设计效率.     

钢丝绳三维接触模型及丝间应力分布研究

建立了1×19IWS钢丝绳三维接触模型,该模型采用Splitting-pinball算法进行接触位置搜索,采用Augmented-Lagrangian算法进行接触载荷计算。对模型施加拉伸载荷,应用有限元进行了计算。分析计算结果,得出了钢丝沿轴线方向及在钢丝横截面内的应力分布规律;对照摩擦因数分别取0.10、0.11、0.12时的计算结果,得出摩擦因数对钢丝应力的影响规律,摩擦因数对钢丝切应力影响显著。分析了5个不同捻距倍数的钢丝绳计算结果,得出了捻距倍数对钢丝应力的影响规律,钢丝vonMises应力随捻距倍数增大而增大,但增大不明显,钢丝切应力随捻距倍数增大而减小,且在捻距倍数较小时变化幅度较大。进行了钢丝绳拉伸变形试验,试验结果与计算结果一致,说明所选用的模型是合理的。     

钢丝绳结构测量及三维建模

通过对起重机使用的瓦林吞结构钢丝绳拆股观察、测量和钢丝绳结构参数的校核,建立了钢丝绳各钢丝在空间的曲线方程,并将各钢丝的曲线方程转换成了Pro/E软件可识别的迪尔卡坐标系方程式,利用Pro/E软件的曲线功能生成了钢丝绳各钢丝中心曲线,通过可变截面扫描建立了钢丝绳的三维模型。     

橡胶钢丝绳复合隔振器的试验

使用电动振动试验台对新型橡胶钢丝绳复合隔振器的隔振性能进行了试验研究.分析不同隔振质量、激励幅值和橡胶材料对复合隔振器传递率的影响,比较了复合隔振器和钢丝绳隔振器在共振频率时的动态特性曲线.研究表明,随着隔振质量、激励幅值和橡胶阻尼的增加,复合隔振器隔振区的频带变宽,且传递率下降明显.通过与钢丝绳隔振器的动态特性曲线比...     

某机载雷达中钢丝绳隔振器的随机振动响应研究

采用理论和试验方法,对某机栽雷达中使用的钢丝绳隔振器进行随机振动响应研究,揭示了钢丝绳隔振器的可控参数对其隔振性能的影响规律.通过改变钢丝绳隔振器的结构参数和安装位置,可以有效地调节隔振器的实际隔振效果.研究结果表明,采用钢丝绳隔振器完全可以满足某雷达的隔振需求.该研究结论可以推广应用到其他机载电子设备中.     

钢丝绳隔振器性能研究

通过建立隔振系统数学模型研究了钢丝绳隔振系统的固有频率、阻尼、传递函数与外激励均为非线性函数关系.并通过隔振器静态特性实验,绘出三个方向的载荷-变形曲线.证明钢丝绳隔振器非线性特性的优点.     

钢绳环式CVT非连续接触股内钢丝应力研究

为探究弯曲钢丝绳与连续、非连续绳槽接触时股内钢丝应力分布规律,以6×19+IWS右交互捻钢丝绳为研究对象,分别建立钢丝绳与连续、非连续绳槽接触的有限元模型,分析了连续和非连续接触时股内钢丝应力分布。结果表明,在连续、非连续接触下,与绳槽接触的侧股外层钢丝等效应力值最大,股与股接触处钢丝次之,其他位置钢丝等效应力值最小;在相同轴向载荷下,非连续接触时钢丝绳产生的等效应力变化幅度高于连续接触时钢丝绳等效应力;非连续绳槽表面接触应力值比连续绳槽大39.5%,非连续接触时表面钢丝绳最大接触应力比连续接触时大5.08%;进行连续和非连续接触下钢丝绳的磨损试验发现,非连续接触时侧股外层钢丝磨痕长度、宽度均值比连续接触时分别高25.5%和13.5%,与仿真结果一致。     

编织防扭钢丝绳应力分布数值模拟研究

针对编织防扭钢丝绳的结构特点,应用微分几何相关理论,推导出编织防扭钢丝绳钢丝的空间曲线参数方程,利用软件建立了编织防扭钢丝绳的三维几何实体模型;通过适当的网格划分得到了编织防扭钢丝绳的有限元模型,对钢丝绳施加约束与载荷后,进行数值模拟计算;分析数值模拟结果,揭示出绳股沿绳轴线方向及在绳股横截面内的应力及变形分布规律;对比摩擦因数取不同值时的计算结果,得出了摩擦因数对绳股应力及变形的影响规律。     

橡胶钢丝绳复合隔振器动力学建模与参数识别

在电动试验台隔振试验研究的基础上,对橡胶钢丝绳复合隔振器进行了参数识别和动态建模。通过试验测得频响曲线的Hilbert变换,检测了复合隔振器的非线性度。建立复合隔振器的非线性动力学模型,应用分离识别法将非线性动力学方程组转化为关于未知参数的线性方程组,应用最小二乘法对隔振器的刚度和阻尼参数进行了识别。通过数值方法和谐波平衡法分析了识别系统的动态特性,计算与试验结果有较好的一致性。     

抹灰机器人钢丝绳应力与疲劳分析

为了研究抹灰机器人正常工作下的使用寿命，对承载部件钢丝绳进行疲劳寿命计算。建立抹灰机器人中6*7+IWS钢丝绳模型并进行有限元分析，得到了抹灰机器人正常工作下钢丝绳拉伸与弯曲的应力位移分布情况，然后结合S-N曲线对钢丝绳进行疲劳分析。结果表明：拉伸时最大应力处于钢丝绳两端处中心钢丝与周围钢丝的接触位置，最大位移位于钢丝绳绳左端离中心最远的钢丝，寿命最小为绳芯中心钢丝与周围钢丝的接触位置；弯曲时最大应力位于绳股外侧钢丝与中心钢丝接触位置，最大位移位于离滑轮最远处绳股外侧钢丝，最小寿命为绳股中心钢丝与外侧钢丝接触位置。     

基于Abaqus的索道有限元模型及参数研究

文中以1×19IWS钢丝绳为研究对象,采用接触方式模拟钢丝之间的传力关系,建立了短钢丝绳的精细有限元模型,计算了钢丝绳的弹性模量;采用梁单元模拟钢丝绳,建立了索道承载索的有限元模型,并与悬索抛物线理论进行对比验证;采用索道有限元模型研究了跨距、载荷、温度等参数对索道受力的影响。研究结果表明：1×19IWS钢丝绳的弹性模量为1.172×106 MPa,与其他学者的研究相符合;索道有限元模型计算的中央挠度与理论误差值的最大误差2.55%,上下支点力的仿真与理论误差值最大为0.140%,索道有限元模型可以有效模拟索道受力;跨距、预紧力、温度与索道挠度及上下支点力的影响基本是线性的;载荷对挠度的影响是非线性的,而与上下支点力是线性相关性的;高度差对挠度的影响是线性的,与下支点力是线性相关的,与上支点是非线性相关的。     

钢丝绳隔振器的数学建模与参数识别

以钢丝绳隔振器为研究对象，对钢丝绳隔振器的迟滞模型参数识别方法进行了研究。针对牛顿迭代法识别出的参数不收敛的问题，在原有的识别方法的基础上提出了一种新的识别方法—遗传算法识别法，建立了钢丝绳隔振器的迟滞模型，并得到了该模型下钢丝绳隔振器的理论迟滞回线。通过与钢丝绳隔振器的试验迟滞回线进行对比，结果表明：新的识别方法可以准确的识别出迟滞模型的各项参数，能够描述钢丝绳隔振器的迟滞特性，且理论迟滞回线与试验迟滞回线比较吻合，验证了该方法对于钢丝绳隔振器的参数识别的有效性和准确性。