钢丝绳捻制成形残余应力的理论与实验研究

采用共转坐标系弹塑性有限元法模拟了钢丝绳捻制成形过程，用数值计算和X射线实验分析结果探讨了捻制成形过程中的重要工艺参数扭转系数Y对捻线加工残余应力分析和弹性恢复变形的影响规律，研究结果表明，Y＝0时，残余应力以捻线中心为轴呈轴对称一次螺旋状分布；用非零反扭系数捻制成形时，钢丝绳股中钢丝的残余应力呈二次螺旋状不均匀分布，Y＜1．0时，捻线存在与捻制公转方向相反的扭转弹性恢复，Y＝1．0时，存在着较大的弹性恢复；Y＞1．0时，扭转弹性恢复与捻制成形的方向相同，形状冻结性好，综合考虑钢丝绳成形性，使用安全性和抗拉强度，合理的反抗转系数最好取略大于1．0。     

多层股钢丝绳质量问题及生产工艺初探

多层股钢丝绳在生产中由于受捻制装备,操作技术和钢丝绳结构本身特点以及钢丝绳使用等因素的影响,多层股钢丝绳生产难度较大,使用时常出现质量问题。分析了多层股钢丝绳使用时存在的问题及其原因,对生产工艺参数进行了改进,提高了钢丝绳捻制质量。     

基于微分几何学的钢丝绳结构CAD

基于微分几何学建立了二次捻制钢丝绳中钢丝的空间曲线方程，分析了钢丝绳典型捻向组合对绳中二次捻制钢丝曲率的影响，探讨了绳捻距倍数对捻制钢丝之间接触角的影响．研究结果表明，同向捻对二次捻制钢丝曲率影响比交互捻的大，而绳捻距倍数对交互捻制绳接触角的影响较同向捻的更为明显．     

捻制方式对钢丝绳绳丝力学性能影响研究

对6×19S+FC右同向捻及右交互捻钢丝绳绳丝分别进行了静态实验,得到它们的拉伸、弯折及扭转实验数据;对这些数据进行统计分析,分别得到它们的均值与方差,从实验层面探讨捻制方式对钢丝绳绳丝力学性能的影响。另外利用Solidworks软件建立了绳丝计算模型,利用ANSYS软件分析了钢丝绳中绳丝的受力和变形情况,从数值模拟层面探讨钢丝绳捻制方式对绳丝力学性能的影响。研究表明,对于钢丝绳绳丝力学性能而言,右交互捻优于右同向捻。     

基于间隙理念的钢丝绳产品结构参数求解方法

基于钢丝绳间隙设计理念提出一种用于钢丝绳结构设计参数求解的新方法.在设计阶段考虑构成钢丝绳的股与钢丝的捻制变形以及钢丝绳结构与加工工艺等多种约束,采用渐进逼近的方式对捻距倍数、间隙要求、结构参数等多项指标进行优化计算,克服了传统设计方法中进行参数设计时不考虑生产工艺约束,造成设计与生产脱节的缺点.通过一种复合钢丝绳产品的设计案例,表明了该设计方法的有效性,计算出的设计参数与实际生产情况相吻合,能够有效指导生产实践.     

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。     

架空人车钢丝绳的优化设计和选型

钢丝绳的捻制不同,在架空人车使用中的寿命也不相同。我矿井下两部架空人车根据右同向捻制的钢丝绳的特性,全部采用了右同向捻制的钢丝绳。但在实际运行中,该类型钢丝绳的伸长量较大、不耐冲击等原因造成断丝超限而不得不更换钢丝绳。为了延长架空人车钢丝绳的使用寿命,提高架空人车运行的安全性能,我们重新对架空人车钢丝绳的受力情况进行了分析,依据分析结果重新选择了右交互捻的钢丝绳,并对两种不同捻制的钢丝绳进行了对比。依据对比结果和使用效果来开,右交互捻的钢丝绳更适合我矿井下的架空人车使用。     

钢丝绳数学模型及有限元分析

用UG中的规律曲线建立6×19西鲁钢丝绳、1×6单股钢丝绳三维模型,针对西鲁股第2层和第3层钢丝位置关系进行三次多项式曲线拟合,建立了二者捻角变化的三次曲线关系,保证钢丝绳捻制后同一个旋转周期螺旋捻距的大小相同;同时建立了第3层钢丝螺旋半径与第2层钢丝螺旋半径之比随第2层钢丝捻角变化的三次拟合关系,确保钢丝捻制后两层丝刚好能接触.利用Workbench对1×6单股钢丝绳进行有限元分析,钢丝绳一段固定,对另一端每根丝加载荷.对比了中心丝与侧丝接触应力,理论计算与有限元分析结果误差在3%,验证了模型和网格的有效性.单股有限元最大应力出现在侧丝与侧丝加载变型后相接触点.     

电梯钢丝绳生产及对耐疲劳性能的影响

本文重点介绍了电梯用钢丝绳的品种与特点,并给出捻制生产工艺;分析了在设计与制造过程中可能影响电梯钢丝绳耐疲劳性能的几个因素,并提出了主要相应应对措施。     

双捻机生产1×19W类股绳的工艺研究

使用管式捻股机捻制钢丝绳的股绳,其转速低、噪音大、设备占地面积大等缺陷,国外金属制品先进企业已开始使用双捻机捻制钢丝绳的股绳,使用双捻机捻钢丝绳的股绳、关键是要控制好放线张力,设计关键过线轮的轮槽形状及尺寸,确定合适的过捻比。     

自适应免疫遗传算法在混合流程车间调度中的应用

针对钢丝绳生产混合流程生产模式和工艺、结构特点，研究与设计了自适应免疫遗传算法求解钢丝绳生产JSSP问题．该算法利用免疫算法指导收敛方向，提高了遗传算法运算效率，改善了局部搜索能力．同时改进了算法交叉算子和停机准则．应用于钢丝绳生产作业计划管理系统，提高了调度的科学性、时效性及可行性．     

钢丝绳损伤后折减使用的分析

本文就钢丝绳直径变小和断丝等主要损伤形式 ,通过对钢丝绳折减使用进行了理论分析 ,提出相应的计算方法     

钢缆绳在线测长系统

在生产线上对钢缆绳长度进行实时准确的测量,其关键是检测打滑,消除由于打滑带来的测量误差.在对生产流程分析的基础上,采用成品卷筒和主动卷筒的转速比在短时间内是否有跳变的方法来检测是否打滑,从而消除由于打滑而引起的测量误差.用编码器零位来消除由于现场干扰而引入的少量非计数脉冲.实验结果表明,该系统工作可靠,测量误差小于0.2%.     

基于CABLE建模的大型塔结构吊装过程动力学模拟

本文通过在CATIA软件上引入CABLE软件,建立了柔性体钢丝绳的三维模型。在对钢丝绳的物理参数进行定义后,在运动工作台上建立钢丝绳的动力学分析模型。进一步将吊车、塔、地面等模型完整装配,在运动工作台上进行整体模拟计算。最终获得被吊装结构的轨迹曲线、动力学响应、结构的偏心、翻转等,以及与周围物体的干涉情况。     

钢丝绳铝压套的腐蚀分析及防护

钢丝绳铝压套压制索具由于其制作简单,节省钢丝绳材料,生产效率高,广泛应用于各行各业.但随着其应用范围的扩大,钢丝绳铝压套索具的铝压套腐蚀开裂问题逐渐曝露出来,该文针对在工程中遇到的钢丝绳铝压套索具腐蚀开裂情况进行了深入的分析,并提出防护建设.     

新型双折线绳槽结构设计与实验研究

为了适应超深矿井钢丝绳的多层缠绕和平稳过渡的需求，提出了一种新的层间过渡原理.设计了5层缠绕钢丝绳的绳槽，分析了绳槽主要结构参数选择范围和方法.根据钢丝绳平稳过渡条件，提出折线区圆心角的二次螺线计算方法.研究结果表明:绳槽间隙取0.03d~0.4d，绳槽深度取0.3d~0.5d， 上层钢丝绳的圈数比下层钢丝绳的圈数多2圈;新型双折线绳槽能够实现钢丝绳的多层缠绕和整齐排绳，根据二次螺线方法得到的折线区圆心角能够使钢丝绳在缠绕过程中无滑动现象.     

斜井提升钢丝绳磨损机理分析

以某矿斜井串车提升用报废钢丝绳为研究对象,通过分析试样宏观形貌、扫描电镜照片以及油垢试样磨粒成分可知,钢丝绳外层钢丝的宏观磨损面由钢丝绳与滚筒、天轮、地辊之间的相互挤压、摩擦所致,是黏着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损及疲劳磨损综合作用的结果.股间、股内钢丝的磨损机理与钢丝绳的润滑状态、外界杂质侵入程度、载荷性质等密切相关.既有黏着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损等典型磨损现象,也有在腐蚀介质以及交变载荷共同作用下而产生的复合磨损.     

大直径钢丝绳轴向励磁磁路的研究

在分析钢丝绳状态检测已有的励磁方式的性能的基础上，针对大直径钢丝绳的特点，提出了二级励磁磁路结构．分析了二级励磁磁路结构的磁场特性，表明具有二级励磁结构的系统所获取的断丝信号信噪比高，无漏检，为断丝的定量识别提供了保证．