拉索平行钢丝摩擦损伤的实例分析与仿真计算

发布时间：2020-12-01 22:58

　　拉索作为缆索支承桥梁的主要承重构件,其耐久性将直接影响缆索支承桥梁的运营安全和使用寿命,而由于拉索本身具有较大的长细比、相对小的约束刚度和低阻尼等特性,使得拉索在受到外界激励时容易产生较大的振动而出现弯曲变形,导致钢丝间发生微动滑移从而产生摩擦损伤,降低拉索的安全使用寿命。本文以长沙湘江银盆岭大桥的更换拉索的平行钢丝作为研究对象,截选其中磨损明显的钢丝作为样本,通过工业显微镜和扫描电子显微镜对钢丝表面的摩擦损伤进行图像拍摄,并对摩擦损伤特征进行了分析描述;之后利用有限元软件ABAQUS建立了钢丝间的接触摩擦仿真模型,分析了钢丝间微动摩擦过程中的应力分布。本文完成的主要工作内容如下所示:(1)将更换下来的拉索分为头部(靠近斜拉桥塔部位)、中部(自由伸长部位)和尾部(靠近斜拉桥塔部位)三个部分,对拉索三个部分的钢丝的摩擦损伤进行分级,并对损伤情况进行了统计。分别在三个部分截取十根长度为40 cm的钢丝样本,通过工业显微镜对表面摩擦损伤进行了宏观观察分析。(2)从头部、中部和尾部三个部分的钢丝样本中挑选两根摩擦明显的钢丝,并用砂轮打磨机打磨成5 cm的长度。通过扫描电子显微镜对样本钢丝表面的... 

【文章来源】：长沙理工大学湖南省

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１斜拉索构造及在桥梁结构中的布置图??

ａ）拉索主体构造?ｂ）拉索在桥梁结构中的构造??图１．１斜拉索构造及在桥梁结构中的布置图??１．２斜拉索的应用和发展??斜拉索是斜拉桥体系的一部分，也是斜拉桥的核心构件。伴随着斜拉桥的发展，斜??拉索的布置也出现了多种的方式。比如单索面、双索面、扇形式和辐射式等。但同时由??于斜拉索与斜拉桥的连接和受力等复杂的问题，使得斜拉索在一开始就存在着疲劳、锚??固和振动等问题。斜拉索的相关技术也随着国内外学者不断的探索和研究而逐渐发展起??来。??１．２．１斜拉索的索型及应用??斜拉索作为斜拉桥的主要承重构件，既会受到各种荷载的作用，又会受到自然环境??中的腐蚀，为了满足斜拉索在服役期间会遇到的各种问题，斜拉索主要有以下几种形式：??ａ）钢筋索?ｂ）钢丝索?ｃ）钢绞线索?ｄ）单股钢绞缆?ｅ）封闭式钢缆??图１．２斜拉索截面图??３??

通??图２．７变形后的圆形接触面??由于接触变形具有局限性，使得图２．７中变形后圆形接触面的半径〇总是小于球体??半径Ｒ和／？２，故在讨论两球体接触的局部变形时，可以运用半空间体的相关原理来进??行分析。两球体受外部荷载后沿Ｚ轴的位移ｖｖ，和ｖｖ２可由接触面上的分布压力彳得出：??ｗ丨＝ＪＪ?ｑｄｓｄｙ／?（２．１１）??ｗ２?＝?￣￣?ＪＪ?ｑｄｓｄｙ／?（２．１２）??可得：??ｗ，?－Ｉ－?ｗ２?＝?（／：，?＋?Ａ：２）｜｜ｑｄｓｄｙｊ?（２．１３）??其中?卜（２．１４）??７Ｔｔｘ?７Ｔｔ２??式中的积分区域为图中的圆形接触区域，Ｍ点为变形后从，和从２的重合点。ｓ和ｖ／??是以Ｍ为中心的极坐标，由结果可明显看出％和％是ｒ的函数。??由式（２．９）和式（２．１４）可知，通过对分布压力ｇ的积分来表示变形的几何关系为：??（＾，?＋?Ａ：，）?Ｕ?ｑｄｓｄｉｉ／?－ｂ－?（３ｒ２?（２．１５）??但是直接用积分方程来求解还是存在着一定的困难


本文编号：2895074