钢丝绳力学特性及失效机理研究

发布时间：2017-05-30 19:06

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【摘要】： 钢丝绳是由许多优质碳素钢丝捻制成股,再由若干股围绕绳芯捻制成绳。由于结构的特殊性决定了它具有较好的力学性能。同时,在工作可靠性和结构多样性等方面也表现出独特的优点。因此,钢丝绳被广泛应用于众多工程领域。但是,当前钢丝绳的设计、制造、使用、维护方面还存在着相当多的技术难题,甚至还不能给出钢丝绳在使用过程中真正意义上的安全系数,以至于钢丝绳工程结构时常出现意外安全事故。 本文针对钢丝绳失效机理及无损检测问题展开了研究。首先运用Costello线性数学模型进行数值计算,从宏观、线性角度分析绳芯与侧股在轴向载荷作用下的应力变化,及由此产生的失效形式,并提出解决方法。 应用有限元分析方法有效地补充了Costello线性模型在接触分析方面的不足。本文运用有限元分析方法详细地讨论了在固定端和自由端两种不同受载条件下,绳芯钢丝、中间层钢丝以及外层钢丝的轴向应力、接触应力、第四强度理论相当应力的差异性,并就此进一步分析由不同应力状态产生钢丝绳几何失效、塑性磨损失效等形式产生的机理及解决失效的方法和措施。 同时,对基于动力学钢丝绳无损检测方法开展了初探性研究,借助弦振动方程建立基于动力学检测断丝的数学方程,分析断丝数与振动频率之间的数学关系,得到损伤检测数学方程,为钢丝绳无损检测方法提供了一条新的研究思路。 本文最后进一步从微观角度揭示钢丝绳由不同应力产生断裂失效断口形式的差异性,不同磨损失效微观组织的差异性,以及不同腐蚀失效微观组织的差异性等。 总之,由于钢丝绳工况的复杂性,失效形式呈现多样性,孤立地从某一方面去分析钢丝绳的失效机理显然是不科学的,必须综合考虑各项因素,按标准及时更换,尽量减少安全事故的产生。通过本文的研究,以期对今后钢丝绳结构设计计算、无损检测及失效分析提供理论依据和参考。
【关键词】：钢丝绳 力学性能 计算模型 无损检测 失效机理
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TD532
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 概述8-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.3 课题的来源及问题的提出13
• 1.4 本文主要研究工作、方法13-14
• 1.5 本章小结14-16
• 第二章 钢丝绳弹性计算理论及强度分析16-34
• 2.1 引言16
• 2.2 简单直股的计算方法和应力分析16-25
• 2.3 独立绳芯的计算方法和应力分析25-28
• 2.4 钢丝绳接触应力分析28-30
• 2.5 钢丝绳强度条件30-31
• 2.6 算例31-33
• 2.7 本章小结33-34
• 第三章 钢丝绳绳股有限元数值模拟34-54
• 3.1 引言34
• 3.2 有限元方法概述34-36
• 3.3 IWRC3×19钢丝绳有限元数值模拟36-53
• 3.4 本章小结53-54
• 第四章 基于动力学钢丝绳张力测试及断丝检测方法初探54-66
• 4.1 引言54
• 4.2 钢丝绳自由振动基本方程及张力解54-55
• 4.3 钢丝绳张力测试台及测试设备55-57
• 4.4 测试系统57-59
• 4.5 试验方法与结果分析59-63
• 4.6 本章小结63-66
• 第五章 钢丝绳失效机理研究66-76
• 5.1 引言66
• 5.2 钢丝绳使用分类66-67
• 5.3 失效形式及其机理分析67-73
• 5.4 结论73-74
• 5.5 本章小结74-76
• 结论与展望76-78
• 致谢78-79
• 参考文献79-82
• 附录A(攻读学位期间发表论文目录)82

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 李玉瑾;张保连;;矿井提升系统安全事故分析与防治[J];煤炭工程;2012年S1期

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 浦汉军;起重机用不旋转钢丝绳理论研究及其寿命估算[D];华南理工大学;2012年

2 胡志辉;双折线式多层卷绕钢丝绳失效行为及损伤机理研究[D];武汉理工大学;2012年

3 李善军;自走式双轨道果园运输机驱动轮对特性分析与试验研究[D];华中农业大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 张惠波;提升钢丝绳几何特性及有限元分析研究[D];辽宁工程技术大学;2011年

2 尹纪财;中高速电梯曳引系统振动问题的研究[D];苏州大学;2011年

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本文编号：407741