本文選題：鋼絲繩 + 失效判定　； 參考：《國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：鋼絲繩廣泛應(yīng)用于工程領(lǐng)域,一旦發(fā)生故障將造成重大事故,對設(shè)備安全可靠服役具有至關(guān)重要的作用。研究鋼絲繩的失效判定準(zhǔn)則和疲勞壽命評估方法對提升國產(chǎn)鋼絲繩性能、保障人身財(cái)產(chǎn)安全具有重要意義。本文從結(jié)構(gòu)力學(xué)、數(shù)據(jù)分析和試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的角度著手,研究了鋼絲繩失效判定與疲勞壽命評估的理論與應(yīng)用。文章首先提出了復(fù)雜對稱產(chǎn)品的完全對稱化模型,在此基礎(chǔ)上建立了鋼絲繩層次失效判定方法,進(jìn)而結(jié)合鋼絲繩單絲單股整繩試驗(yàn)數(shù)據(jù)對鋼絲繩層次失效判定方法進(jìn)行了驗(yàn)證�；趯哟问卸ǚ椒ǖ臄�(shù)據(jù)需求,本文還給出了鋼絲繩疲勞壽命試驗(yàn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)的可行思路。本文的主要研究內(nèi)容如下:1.結(jié)合解析與數(shù)值方法,提出了產(chǎn)品屬于復(fù)雜對稱構(gòu)件時的失效判定通用模型,此模型不受產(chǎn)品材料、生產(chǎn)工藝和結(jié)構(gòu)的限制,能準(zhǔn)確計(jì)算產(chǎn)品兩端承受載荷和產(chǎn)品構(gòu)成件內(nèi)部應(yīng)力之間的關(guān)系,可廣泛用于計(jì)算復(fù)雜對稱結(jié)構(gòu)的失效判定的力學(xué)分析問題。結(jié)合實(shí)際失效機(jī)理和層次失效判定方法對鋼絲繩的失效準(zhǔn)則進(jìn)行了具體分析,并給出了可行的驗(yàn)證方案。2.以線接觸填充型鋼絲繩為例,應(yīng)用鋼絲繩的層次失效判定準(zhǔn)則,結(jié)合具體的試驗(yàn)方案與試驗(yàn)數(shù)據(jù),對完全對稱化模型得到的單絲單股間的力學(xué)關(guān)系進(jìn)行驗(yàn)證和修正�；谌S精確有限元分析進(jìn)一步說明了模型的有效性和優(yōu)越性,并給出了有限元疲勞壽命評估的分析方法,通過與層次失效判定方法對比,說明了有限元方法的缺陷。應(yīng)用真實(shí)整繩沖擊試驗(yàn)數(shù)據(jù)對鋼絲繩整繩的載荷壽命曲線進(jìn)行驗(yàn)證,并給出了在整繩疲勞壽命試驗(yàn)數(shù)據(jù)較少、試驗(yàn)難以開展的條件下,使用單絲和單股試驗(yàn)結(jié)果來推算整繩載荷壽命曲線的方案。3.根據(jù)鋼絲繩層次失效判定分析結(jié)果,以鋼絲繩單股為對象開展四個載荷水平下的恒定應(yīng)力加速壽命仿真試驗(yàn),并對試驗(yàn)方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。基于優(yōu)化后單股的疲勞試驗(yàn),結(jié)合鋼絲繩層次失效判定的方法,可以針對相應(yīng)的實(shí)際需求得到更合理精度更高的單股壽命評估結(jié)果,對于整繩的疲勞壽命評估也具有一定的指導(dǎo)意義。
[Abstract]:Wire rope is widely used in engineering field. Once failure occurs, it will cause serious accidents, which plays an important role in the safe and reliable service of equipment. It is of great significance to study the failure criterion and fatigue life evaluation method of steel wire rope to improve the performance of domestic wire rope and to ensure the safety of personal and property. From the point of view of structural mechanics, data analysis and test scheme design, the theory and application of failure determination and fatigue life evaluation of wire rope are studied in this paper. In this paper, a complete symmetry model of complex symmetric products is proposed, and a method for determining the failure of wire rope layers is established based on this model, and then the method of determining the failure level of steel wire rope is verified based on the test data of single wire strand and whole rope. Based on the data requirement of hierarchical failure determination method, this paper presents a feasible way to optimize the fatigue life test of wire rope. The main contents of this paper are as follows: 1. Combined with analytical and numerical methods, a general failure determination model for complex symmetric components is proposed. The model is not limited by the material, production process and structure of the product. It can accurately calculate the relationship between the two ends of the product under load and the internal stress of the components of the product. It can be widely used to calculate the mechanical analysis of the failure determination of complex symmetric structures. Combined with the actual failure mechanism and hierarchical failure determination method, the failure criterion of wire rope is analyzed in detail, and the feasible verification scheme is given. Taking wire contact filled wire rope as an example, applying the hierarchy failure criterion of wire rope, combining the concrete test scheme and test data, the mechanical relationship between single wire and single strand obtained by complete symmetry model is verified and corrected. The validity and superiority of the model are further illustrated based on 3D accurate finite element analysis, and the analysis method of fatigue life assessment of finite element method is given. The defects of the finite element method are illustrated by comparing with the hierarchical failure determination method. The load life curve of the whole wire rope is verified by using the real whole rope impact test data. Under the condition that the test data of the whole rope fatigue life is less and the test is difficult to be carried out, the load life curve of the wire rope whole rope is verified. Using single wire and single strand test results to calculate the load life curve of the whole rope. According to the results of hierarchical failure analysis of steel wire rope, the simulation test of constant stress accelerated life under four load levels is carried out with single strand of wire rope as the object, and the test scheme is optimized. Based on the fatigue test of single strand after optimization and the method of determining the failure of steel wire rope, a more reasonable and accurate single strand life evaluation result can be obtained according to the actual demand. It also has certain guiding significance for evaluating the fatigue life of the whole rope.
【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG356.45

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1808093