電網(wǎng)是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)性設(shè)施,而電纜張力架設(shè)作為電網(wǎng)建設(shè)的重要環(huán)節(jié)被廣泛重視,其中編織鋼絲繩因具有良好的防扭性、柔韌性、耐腐蝕性等優(yōu)點在電纜張力架設(shè)施工中被作為牽引繩和引導(dǎo)繩大量且反復(fù)使用。牽引過程中,編織鋼絲繩經(jīng)過牽引機構(gòu)、卷繞機構(gòu)、放線滑車時,受到反復(fù)拉伸、彎曲、扭轉(zhuǎn)等載荷的作用會導(dǎo)致鋼絲繩的磨損、疲勞失效斷裂。編織鋼絲繩的斷裂問題一直是困擾送變電企業(yè)架線施工的關(guān)鍵問題。然而針對編織鋼絲繩繩絲的應(yīng)力、變形等力學(xué)及摩擦磨損特性研究甚少,且繩絲的力學(xué)性能的好壞直接影響著整個鋼絲繩的力學(xué)性能,因此,開展編織鋼絲繩直線狀態(tài)拉伸載荷下繩絲的力學(xué)及摩擦磨損特性研究對編織鋼絲繩的設(shè)計制造、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、失效機理分析、使用壽命預(yù)估等具有重要的理論價值和工程意義。本文以YS9-8×19編織鋼絲繩為研究對象,主要通過對其繩絲進行數(shù)值模擬、力學(xué)建模、摩擦磨損試驗等,研究其在直線狀態(tài)拉伸載荷下的力學(xué)及摩擦磨損特性。具體研究內(nèi)容如下:（1）修正YS9-8×19編織鋼絲繩的結(jié)構(gòu)參數(shù),重新構(gòu)建編織鋼絲繩直線狀態(tài)下的三維實體模型,通過前處理得到以繩絲為基本單元的鋼絲繩的有限元模型,并進行其在直線狀態(tài)拉伸載... 

【文章來源】：濟南大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

捻制類鋼絲繩實物圖

絲繩是一種柔性的空間螺旋結(jié)構(gòu)鋼制品，具有承載能力大、彎曲柔韌性噪音等優(yōu)點，因而被廣泛應(yīng)用于牽引作業(yè)（架空索道、客運纜車）和運重機、電梯、礦井提升）等領(lǐng)域[1,2]。圓截面捻制類鋼絲繩，受螺旋捻制制，其受到張力作用時會產(chǎn)生以軸為中心的旋轉(zhuǎn)，且旋轉(zhuǎn)角度的大小隨增加而增大。捻制類鋼絲繩（圖 1.1）的旋轉(zhuǎn)在一些特定工作場合往往，危及生命財產(chǎn)安全。編織鋼絲繩的發(fā)明克服了捻制類鋼絲繩的旋轉(zhuǎn)問織鋼絲繩首先由鋼絲捻制成繩股，再由不同捻向、同種數(shù)量的繩股按照叉編織而成，如圖 1.2 所示。根據(jù)結(jié)構(gòu)型可分為正四方形和正六方形，八股、十二股和十六股等，按照同編繩股數(shù)目可分為單股編織、雙股同，根據(jù)繩股及股內(nèi)鋼絲的數(shù)目又可分為多個系列。無論什么類型的編織一組左向編織和一組右向編織的繩股有規(guī)律的對稱編織而成，兩組繩股大小相等、方向相反，因此具有很高的防扭特性[3]。

引用編織鋼絲繩直線狀態(tài)拉伸載荷下繩絲的力學(xué)及摩擦磨損性能，為該類鋼絲繩失效機理分析及壽命預(yù)估提供理論基礎(chǔ)顯得尤為重要。圖1.3 電纜張力架設(shè)施工現(xiàn)場1.2 研究目的及意義目前，由于編織鋼絲繩結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，對其繩絲受力特性分析十分困難，相關(guān)方面的研究很少，編織鋼絲繩的生產(chǎn)企業(yè)主要靠經(jīng)驗積累進行設(shè)計制造，缺乏理論支撐。編織鋼絲繩繩絲作為起承載作用的基本要素，其力學(xué)性能的好壞直接影響著整個鋼絲繩的力學(xué)性能，研究繩絲的力學(xué)及摩擦磨損性能為失效機理分析奠定理論基礎(chǔ)，進而為提高張力架線安全作業(yè)提供理論依據(jù)。本文研究意義：（1）設(shè)計制造角度，研究編織鋼絲繩直線狀態(tài)拉伸載荷下繩絲的力學(xué)特性為編織鋼絲繩的設(shè)計制造、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、編織工藝的改進提供理論基礎(chǔ)。（2）理論研究角度，研究編織鋼絲繩直線狀態(tài)拉伸載荷下繩絲的力學(xué)及摩擦磨損特性為鋼絲繩的失效機理分析、使用壽命預(yù)估等方面提供方法與基礎(chǔ)。（3）工程應(yīng)用角度，為何時更換鋼絲繩、何時檢查鋼絲繩、如何維護鋼絲繩使用安全、避免過早換繩造成的浪費及過遲換繩造成的鋼絲繩事故提供依據(jù)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]編織防扭鋼絲繩繩股展開線研究及力學(xué)建模[J]. 趙霞,王慧,付超,崔衛(wèi)華,趙萍,田相省.  機械強度. 2017(01)
[2]編織防扭鋼絲繩應(yīng)力分布數(shù)值模擬研究[J]. 付超,王慧,崔衛(wèi)華,徐紅芹,趙霞.  機械強度. 2016(01)
[3]彎曲鋼絲繩股內(nèi)鋼絲應(yīng)力應(yīng)變數(shù)值模擬[J]. 吳娟,寇子明,劉玉輝,吳國雄.  煤炭學(xué)報. 2015(06)
[4]獨立鋼絲繩芯鋼絲繩應(yīng)力及變形分布[J]. 吳娟,寇子明,劉玉輝,吳國雄.  煤炭學(xué)報. 2014(11)
[5]圓股鋼絲繩幾何建模與力學(xué)分析的探討[J]. 王曉宇,王雷,孟祥寶.  礦山機械. 2013(09)
[6]張力架線用牽引繩斷裂原因分析及預(yù)防措施[J]. 史歡學(xué).  電源技術(shù)應(yīng)用. 2013 (02)
[7]鋼絲繩三維接觸模型及絲間應(yīng)力分布研究[J]. 馬軍,葛世榮,張德坤.  中國機械工程. 2012(07)
[8]不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩力學(xué)模型的研究[J]. 謝小鵬,賈尚雨,牛高產(chǎn).  煤礦機械. 2010(08)
[9]接觸載荷對鋼絲微動磨損行為影響的研究[J]. 沈燕,張德坤,王大剛,許林敏.  摩擦學(xué)學(xué)報. 2010(04)
[10]鋼絲繩股內(nèi)鋼絲應(yīng)力—應(yīng)變分布的計算模型及數(shù)值模擬[J]. 馬軍,葛世榮,張德坤.  機械工程學(xué)報. 2009(11)

博士論文
[1]鋼絲的微動損傷行為及其微動疲勞壽命預(yù)測研究[D]. 王大剛.中國礦業(yè)大學(xué) 2012
[2]起重機用不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩理論研究及其壽命估算[D]. 浦漢軍.華南理工大學(xué) 2012
[3]鋼絲繩的疲勞行為特征與損傷機理研究[D]. 廖紅衛(wèi).武漢理工大學(xué) 2006
[4]鋼絲繩捻制成形數(shù)值模擬與制品力學(xué)強度分析[D]. 孫建芳.華中科技大學(xué) 2004

碩士論文
[1]編織防扭鋼絲繩拉伸載荷作用下應(yīng)力分布研究[D]. 趙霞.濟南大學(xué) 2017
[2]編織型鋼絲繩拉伸載荷作用下的力學(xué)特性研究[D]. 付超.濟南大學(xué) 2016
[3]鋼絲繩內(nèi)在特性和力學(xué)性能的研究[D]. 劉玉輝.太原理工大學(xué) 2014
[4]起重機用鋼絲繩受力分析及疲勞壽命估算研究[D]. 谷海濤.太原科技大學(xué) 2013
[5]捻制方式對鋼絲繩力學(xué)性能的影響[D]. 黃曉瓊.太原科技大學(xué) 2011
[6]不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩的力學(xué)特性與失效研究[D]. 賈尚雨.華南理工大學(xué) 2011
[7]鋼絲繩力學(xué)特性及失效機理研究[D]. 倪忠進.昆明理工大學(xué) 2008
[8]微動疲勞裂紋萌生特性及壽命預(yù)測[D]. 周文.浙江工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號：2910188