牵引用编织钢丝绳绳丝力学及摩擦磨损性能研究

发布时间：2020-12-11 08:16

　　电网是国民经济和社会发展的重要基础性设施,而电缆张力架设作为电网建设的重要环节被广泛重视,其中编织钢丝绳因具有良好的防扭性、柔韧性、耐腐蚀性等优点在电缆张力架设施工中被作为牵引绳和引导绳大量且反复使用。牵引过程中,编织钢丝绳经过牵引机构、卷绕机构、放线滑车时,受到反复拉伸、弯曲、扭转等载荷的作用会导致钢丝绳的磨损、疲劳失效断裂。编织钢丝绳的断裂问题一直是困扰送变电企业架线施工的关键问题。然而针对编织钢丝绳绳丝的应力、变形等力学及摩擦磨损特性研究甚少,且绳丝的力学性能的好坏直接影响着整个钢丝绳的力学性能,因此,开展编织钢丝绳直线状态拉伸载荷下绳丝的力学及摩擦磨损特性研究对编织钢丝绳的设计制造、结构优化、失效机理分析、使用寿命预估等具有重要的理论价值和工程意义。本文以YS9-8×19编织钢丝绳为研究对象,主要通过对其绳丝进行数值模拟、力学建模、摩擦磨损试验等,研究其在直线状态拉伸载荷下的力学及摩擦磨损特性。具体研究内容如下:（1）修正YS9-8×19编织钢丝绳的结构参数,重新构建编织钢丝绳直线状态下的三维实体模型,通过前处理得到以绳丝为基本单元的钢丝绳的有限元模型,并进行其在直线状态拉伸载... 

【文章来源】：济南大学山东省

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

捻制类钢丝绳实物图

丝绳是一种柔性的空间螺旋结构钢制品，具有承载能力大、弯曲柔韧性噪音等优点，因而被广泛应用于牵引作业（架空索道、客运缆车）和运重机、电梯、矿井提升）等领域[1,2]。圆截面捻制类钢丝绳，受螺旋捻制制，其受到张力作用时会产生以轴为中心的旋转，且旋转角度的大小随增加而增大。捻制类钢丝绳（图 1.1）的旋转在一些特定工作场合往往，危及生命财产安全。编织钢丝绳的发明克服了捻制类钢丝绳的旋转问织钢丝绳首先由钢丝捻制成绳股，再由不同捻向、同种数量的绳股按照叉编织而成，如图 1.2 所示。根据结构型可分为正四方形和正六方形，八股、十二股和十六股等，按照同编绳股数目可分为单股编织、双股同，根据绳股及股内钢丝的数目又可分为多个系列。无论什么类型的编织一组左向编织和一组右向编织的绳股有规律的对称编织而成，两组绳股大小相等、方向相反，因此具有很高的防扭特性[3]。

引用编织钢丝绳直线状态拉伸载荷下绳丝的力学及摩擦磨损性能，为该类钢丝绳失效机理分析及寿命预估提供理论基础显得尤为重要。图1.3 电缆张力架设施工现场1.2 研究目的及意义目前，由于编织钢丝绳结构的复杂性，对其绳丝受力特性分析十分困难，相关方面的研究很少，编织钢丝绳的生产企业主要靠经验积累进行设计制造，缺乏理论支撑。编织钢丝绳绳丝作为起承载作用的基本要素，其力学性能的好坏直接影响着整个钢丝绳的力学性能，研究绳丝的力学及摩擦磨损性能为失效机理分析奠定理论基础，进而为提高张力架线安全作业提供理论依据。本文研究意义：（1）设计制造角度，研究编织钢丝绳直线状态拉伸载荷下绳丝的力学特性为编织钢丝绳的设计制造、结构优化、编织工艺的改进提供理论基础。（2）理论研究角度，研究编织钢丝绳直线状态拉伸载荷下绳丝的力学及摩擦磨损特性为钢丝绳的失效机理分析、使用寿命预估等方面提供方法与基础。（3）工程应用角度，为何时更换钢丝绳、何时检查钢丝绳、如何维护钢丝绳使用安全、避免过早换绳造成的浪费及过迟换绳造成的钢丝绳事故提供依据

【参考文献】：
期刊论文
[1]编织防扭钢丝绳绳股展开线研究及力学建模[J]. 赵霞,王慧,付超,崔卫华,赵萍,田相省.  机械强度. 2017(01)
[2]编织防扭钢丝绳应力分布数值模拟研究[J]. 付超,王慧,崔卫华,徐红芹,赵霞.  机械强度. 2016(01)
[3]弯曲钢丝绳股内钢丝应力应变数值模拟[J]. 吴娟,寇子明,刘玉辉,吴国雄.  煤炭学报. 2015(06)
[4]独立钢丝绳芯钢丝绳应力及变形分布[J]. 吴娟,寇子明,刘玉辉,吴国雄.  煤炭学报. 2014(11)
[5]圆股钢丝绳几何建模与力学分析的探讨[J]. 王晓宇,王雷,孟祥宝.  矿山机械. 2013(09)
[6]张力架线用牵引绳断裂原因分析及预防措施[J]. 史欢学.  电源技术应用. 2013 (02)
[7]钢丝绳三维接触模型及丝间应力分布研究[J]. 马军,葛世荣,张德坤.  中国机械工程. 2012(07)
[8]不旋转钢丝绳力学模型的研究[J]. 谢小鹏,贾尚雨,牛高产.  煤矿机械. 2010(08)
[9]接触载荷对钢丝微动磨损行为影响的研究[J]. 沈燕,张德坤,王大刚,许林敏.  摩擦学学报. 2010(04)
[10]钢丝绳股内钢丝应力—应变分布的计算模型及数值模拟[J]. 马军,葛世荣,张德坤.  机械工程学报. 2009(11)

博士论文
[1]钢丝的微动损伤行为及其微动疲劳寿命预测研究[D]. 王大刚.中国矿业大学 2012
[2]起重机用不旋转钢丝绳理论研究及其寿命估算[D]. 浦汉军.华南理工大学 2012
[3]钢丝绳的疲劳行为特征与损伤机理研究[D]. 廖红卫.武汉理工大学 2006
[4]钢丝绳捻制成形数值模拟与制品力学强度分析[D]. 孙建芳.华中科技大学 2004

硕士论文
[1]编织防扭钢丝绳拉伸载荷作用下应力分布研究[D]. 赵霞.济南大学 2017
[2]编织型钢丝绳拉伸载荷作用下的力学特性研究[D]. 付超.济南大学 2016
[3]钢丝绳内在特性和力学性能的研究[D]. 刘玉辉.太原理工大学 2014
[4]起重机用钢丝绳受力分析及疲劳寿命估算研究[D]. 谷海涛.太原科技大学 2013
[5]捻制方式对钢丝绳力学性能的影响[D]. 黄晓琼.太原科技大学 2011
[6]不旋转钢丝绳的力学特性与失效研究[D]. 贾尚雨.华南理工大学 2011
[7]钢丝绳力学特性及失效机理研究[D]. 倪忠进.昆明理工大学 2008
[8]微动疲劳裂纹萌生特性及寿命预测[D]. 周文.浙江工业大学 2007



本文编号：2910188