桥梁半平行钢丝索的非对称断丝损伤力学模型

桥梁用半平行钢丝索由于外层钢丝的螺旋外形和特殊构造,不能直接应用基于平行钢丝假定的并联模型或钢绞线模型进行力学分析.基于Love曲杆理论,考虑非对称断丝引起的垂直于拉索轴向的侧向位移,以及钢丝间的接触力和摩擦力的影响,建立静力拉伸荷载下半平行钢丝索的非对称断丝力学模型,通过数值计算和参数分析,研究断丝后索体内钢丝拉力分布规律及其影响因素.结果表明,非对称断丝引起明显的钢丝拉力不均匀分布,钢丝间摩擦系数、断丝径向位置对钢丝拉力分布影响最大.     

桥梁半平行钢丝索的对称断丝损伤力学模型

基于Love曲杆理论,考虑钢丝间的接触力、摩擦力和泊松效应对钢丝螺旋半径的影响,建立静力拉伸荷载下半平行钢丝索的对称断丝力学模型,并通过数值计算和参数分析研究断丝后索体内钢丝拉力分布规律.结果表明:钢丝间摩擦系数、断丝径向位置对钢丝拉力分布影响最大.     

半平行钢丝束对称断丝理论模型

针对半平行钢丝束内部断丝问题,提出了一整套考虑接触挤压传递规律和钢丝间摩擦效应的对称断丝计算理论模型.并依据半平行钢丝束内钢丝的排列和截面收缩规律,得到了拉索内部任意位置钢丝的轴力系数,以及内部钢丝之间挤压力传递规则.采用迭代法计算断丝周圈摩阻力及断丝内力变化,并沿钢丝逐步积分计算了断丝轴力恢复长度.采用该对称断丝理论模型分析了断丝及周圈钢丝内力重分布规律以及不同断丝参数下断丝轴力恢复长度的变化规律.研究成果提供了一种半平行钢丝束断丝效应的研究新方法.     

基于ANSYS的2根拉索平行钢丝接触问题有限元分析

由于2根钢丝接触问题可以作为整个拉索断面平行钢丝间接触问题的简化,故在用ANSYS有限元方法分析整个拉索断面平行钢丝排列模型的接触问题之前,运用经典理论解和ANSYS有限元方法对2根拉索平行钢丝间接触问题进行了较为详尽的分析,确定出了两根钢丝间的接触宽度、在接触面上产生的最大接触应力及分布等主要参数.同时,将2种分析方法得出的结果进行了对比,表明用ANSYS有限元方法求解接触问题是可行的,其求解的准确性和精度能够满足要求.     

钢绞线拉索弹性模量修正及其对缆索体系桥梁的影响

大跨度缆索体系桥梁有限元仿真模拟分析过程中,通常将钢绞线拉索等效为等截面均值圆杆,未考虑钢丝不同绞捻方式对钢绞线拉索整体弹性模量的影响。基于钢绞线拉索的钢丝空间几何形态和钢丝复合受力特点推导其等效弹性模量系数及n丝钢绞线弹性模量修正通用公式,并以洪鹤大桥为工程背景,分析钢绞线拉索弹性模量的修正对斜拉桥主梁位移、应力及拉索索力的影响。分析结果表明:对拉索弹性模量进行修正后,二期调索工况下的主梁跨中挠度变化量达78.9 mm,钢梁最大应力变化比值达9.0%。在采用平行钢绞线拉索的大跨度缆索体系桥梁分析计算中,应考虑钢绞线拉索弹性模量的修正。     

单股钢丝绳丝间多层耦合接触性能研究

针对单股钢丝绳在服役过程中因丝间接触引起的失效问题,基于弹性接触理论和曲杆理论,研究轴向扭转载荷作用下单股钢丝绳丝间多层耦合接触性能。首先,综合考虑泊松比效应和接触变形等因素,建立具有多层结构的单股钢丝绳轴向力学性能与丝间接触性能的数学模型。其次,采用基于半解析法(SAM)的数值方案进行耦合求解。半解析法求解过程中,采用共轭梯度法(CGM)和快速傅里叶变换(FFT)求解多层结构单股钢丝绳丝间接触压力、接触变形及钢丝内部应力,揭示单股钢丝绳芯丝与内层螺旋钢丝间、内外层螺旋钢丝间的接触性能参数随扭转载荷变化的演变规律,以及钢丝绳结构参数对单股钢丝绳丝间接触行为的影响机制。最后,通过与COSTELLO理论计算结果对比,验证单股钢丝绳多层接触耦合模型的有效性。研究结果表明:轴向扭转载荷作用下,单股钢丝绳芯丝与内层螺旋钢丝间、内外层螺旋钢丝间的最大接触压力和变形均位于接触中心,且随扭转加载进程而呈非线性变化;在大扭转载荷下,内层螺旋钢丝与外层螺旋钢丝间的接触区易先发生应力屈服;相比于内层螺旋钢丝捻角,外层螺旋钢丝捻角对单股钢丝绳内部各层丝间的接触作用影响更加显著;扭转载荷引起的最大钢丝应力位于接触界面下,该应力区的应力及深度随螺旋钢丝捻角增大而增大。     

拉索半精细化有限元模型及其敏感性分析

拉索是由钢丝通过一定方式绕捻组合而成,其力学性能是其组成钢丝性能以及相互间组合受力的综合体现.基于不同拉索的绞捻特性,提出拉索半精细化有限元模型,使用倾斜且旋转排列的短梁来模拟绕捻钢丝,并通过节点耦合的方式模拟钢丝之间的相互作用关系.结果表明:该方法能够得到拉索的整体组合性能以及组成钢丝的内力分布,并且计算简单高效.在轴向力作用下,内部钢丝受力较大,越往外圈受力越小.基于有限元的概率计算和敏感性分析能够反映出钢丝材料不定性对于拉索整体机械性能的影响.     

平行钢绞线索力测试的参数识别方法

针对平行钢绞线测索力存在的问题,提出基于拉索非线性振动分析的参数识别新方法.建立考虑拉索垂度及抗弯刚度的拉索振动非线性微分方程,并引入多尺度法求解拉索非线性振动问题,得到基频计算实用公式.采用公式对比与有限元分析的手段,验证该公式的准确性.以该公式为基础,对平行钢绞线斜拉索索力、索长、线密度以及抗弯刚度等的参数识别问题进行了研究,提出采用参数识别方法计算其索力.结果表明:所获得的基频计算公式简单实用,能同时考虑拉索抗弯刚度与垂度的共同影响,满足精度要求;平行钢绞线索力测试的参数识别方法能够准确、方便地确定拉索设计参数,易于模块化设计,显著提高了拉索测试精度.     

锈蚀断丝对拉索力学性能影响的数值研究

钢丝锈蚀、断裂损伤是影响拉索力学性能的主要因素.首先,建立了钢丝径向、索长方向锈蚀损伤分布模型;然后,基于锈蚀钢丝断口形态,分析锈蚀及荷载联合作用下钢丝断裂规律,建立了基于应力强度因子的锈蚀钢丝断裂准则;最后,考虑钢丝间摩擦作用,采用有限元法对拉索钢丝锈蚀、断裂过程进行模拟,研究了拉索中钢丝逐层锈蚀断裂对拉索力学性能的影响.结果表明:拉索钢丝锈蚀断裂后,钢丝应力重分布,断丝对拉索钢丝应力的影响沿截面径向逐渐减小,紧邻断丝层的锈蚀钢丝应力增幅最大,最内层钢丝应力增幅最小;由于钢丝间摩擦作用,断丝应力在恢复长度内呈对数形式恢复且基本同步;恢复长度随断丝百分比增大而增大,与断丝百分比呈二次抛物线关系,并将收敛于3. 3m;拉索索力损失率随断丝百分比增大而增大,拉索少量钢丝的锈蚀断裂对索力影响较小,当拉索锈蚀断丝百分比小于10%时,引起的索力损失率小于4%.     

钢丝束和HDPE刚柔耦合振动下吊杆索力试验

基于结构动力学和复合材料振动力学,考虑了钢丝束和HDPE复合材料对吊杆频率的影响,推导出考虑抗弯刚度、转动惯量、剪切变形及转动惯量和剪切变形耦合影响下索力计算公式,在此基础上提出了考虑高强钢丝和HDPE复合材料刚柔耦合振动的吊杆力适用公式.通过室内不同张拉力试验,测试出有HDPE复合材料的4m,6m和8m三种长度索对应的频率,采用解联立方程组和数理统计的方法得出适用公式修正系数的取值,试验发现:有HDPE复合材料的吊杆频率比无HDPE复合材料的吊杆频率平均低1.552 7 Hz.通过室内和现场对不同长度及不同张拉力索力进行了试验,结果表明:实际张拉力与本文索力适用公式计算的理论张拉力最大误差为5.3%,表明推导出的公式可满足精度要求,有较强的实用性.     

细丝小直径钢丝绳断丝形式与断丝信号特征

针对细丝小直径钢丝绳的特点,设计了一套用于对细丝小直径钢丝绳进行断丝检测的系统.运用该系统,研究了细丝小直径钢丝绳的多种断丝形式与对应于这些断丝形式的信号波形.由这些信号波形,可以很直观地看出有无断丝信号以及各种不同断丝形式下信号波形在幅值方面的差别.     

钢丝类捆钢机送丝力研究

首先根据捆钢机捆扎工艺及过程对捆扎材料进行选择,确定了捆钢机种类。然后,详细分析了捆丝在送丝导槽中穿行所需初始送丝力以及实际送丝力,为捆钢机驱动系统设计提供了理论依据。     

住宅电气线路用线选择

文章通过分析电气线路事故的重要原因———铝线连接处接触电阻大 ,得出结论 :住宅电气线路中铜线比铝线安全系数高     

神经元网络及其参数训练用于钢丝绳无损检测

针对现阶段钢丝绳无损检测中存在的门限值与概率模型中特征参数的选择问题,提出运用神经元网络技术解决该问题的一个方案.并研究了神经元网络训练参数集的大小对门限值以及概率模型中特征参数准确性的影响,还给出了实验结果.     

低合金高强度结构钢埋弧焊丝盘条的研制

为确保低合金高强度钢焊接结构的安全度，研制生产焊缝金属具有相应强度并有优良的抗裂性能和足够的塑韧性的焊材，与低合金高强度钢相匹配显得十分迫切．对低合金高强度结构钢埋弧焊丝盘条的成分进行科学设计，控制盘条中杂质元素含量，采用合理的生产工艺，得到埋弧焊丝盘条，再其表面质量、金相组织、盘条及其焊接接头性能等进行系统试验分析，结果表明该盘条综合性能优良，在国家重点工程——润扬长江公路大桥的建设中得到批量运用，为我国高性能焊接结构提供了一种优质焊接材料．     

钢绳的断丝失效分析

分析了钢丝绳在使用中的断丝原因。通过光学金相、电子金相及微区成分的分析 ,得出钢丝在索氏体化后的组织生长不完全 ,则对随后冷拔过程中易于在索氏体组织生长不完全区域萌生裂纹 ,从而使钢丝绳在服役过程中发生断丝现象。     

掺杂钨绞丝再结晶行为对真空喷镀用绞丝螺圈寿命的影响

本文通过对φ0.65mm WAI-1丝的再结晶行为的研究,发现钨绞丝螺圈组织性能的不均匀性和内应力极大地影响着绞丝的再结晶行为,从而缩短了钨绞丝螺圈的使用寿命。实验表明,在一定条件下经过再结晶退火的螺圈钨纹丝,能形成长宽比大的燕尾搭接的晶粒结构,使钨绞丝具有优良的高温抗蠕变性能,从而提高螺圈的使用寿命1.5倍。     

供电系统终端零线断线故障的防范措施

目的 为防止低压供电系统零线断线故障对人及设备造成的危害，提出相应保护措施，以提高用电质量。方法 从故障发生的原因入手，以电气原理为依据，采取相应材料处理，提高保护装置功能及改变系统运行方式等措施。结果 对零线断线故障的防范和保护理论提出了较全面的措施。结论 提高了用电质量，保证了用电安全。     

镁芯包芯线处理钢水夹杂物变性实验

采用特殊结构的镁芯包芯线对钢水进行处理,处理过程比采用普通结构含镁包芯线平稳,镁可以有效地加入钢水中,并获得比较稳定的收得率.经过镁处理后,钢中夹杂物类型、形态和尺寸明显变化.大尺寸的Al2O3夹杂转变为细小的MgO·Al2O3,同时使钢中Al2O3·MnS夹杂以细小的Al2O3·MnS·MgS的形式存在.     

药芯焊丝CO_2气体保护焊送丝机构的研制

研制了一种双曲面滚轮行星式送丝机构，克服了传统行星送丝机构对电机的特殊要求．提出了一种双曲面派轮实用型面加工的新方法，使型面加工更趋于简单．