鋼絲繩是起重設(shè)備的重要部件，被廣泛應(yīng)用于旅游、交通、采礦、港口等工程實際中。在吊裝作業(yè)中使用較多的是普通鋼絲繩，但普通鋼絲繩在作業(yè)中會發(fā)生旋轉(zhuǎn)，這給作業(yè)帶來一定的危險，甚至?xí)＜吧c財產(chǎn)安全。因此，在單繩吊重及要求高速、平穩(wěn)、高行程的場合，不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩逐步代替普通鋼絲繩，成為起重機的主要部件。然而不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩有內(nèi)部磨損與內(nèi)部疲勞斷絲、斷股的缺陷，極大地降低了使用壽命。目前對不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩的內(nèi)部磨損與疲勞破壞的檢測缺乏有效辦法，使得其在使用中存在極大的安全隱患。由于不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性造成其受力計算的困難，目前國內(nèi)外對其深入研究較少，隨著不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩的使用量越來越大，對不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩的力學(xué)分析、摩擦磨損及疲勞壽命等方面的理論研究存在迫切需要。本文首先仿真研究了起重機提升工況的受力情況，獲得不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩吊重起升的動載。接著，應(yīng)用坐標(biāo)變換原理分別推導(dǎo)了不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩在直線段和繞滑輪彎曲段下其鋼絲的空間螺旋線方程；根據(jù)該螺旋線方程，首次在三維CAD軟件PROE中建立了不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩的三維實體幾何實體模型，并給出了鋼絲曲率與接觸角的計算方法；借鑒Costello的普通鋼絲繩的彈性理論，建立了不旋轉(zhuǎn)... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：151 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號表
第一章 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 課題的背景及研究意義
    1.3 鋼絲繩力學(xué)模型的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 普通鋼絲繩力學(xué)模型的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩力學(xué)模型的研究現(xiàn)狀
    1.4 鋼絲繩的失效及壽命研究現(xiàn)狀
        1.4.1 普通鋼絲繩的失效研究現(xiàn)狀
        1.4.2 不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩的失效研究現(xiàn)狀
        1.4.3 普通鋼絲繩的壽命研究現(xiàn)狀
        1.4.4 不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩的壽命研究現(xiàn)狀
    1.5 本文研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)
第二章 起重機吊重起升動力學(xué)仿真
    2.1 引言
    2.2 起重機起升系統(tǒng)動力學(xué)模型
        2.2.1 動力學(xué)模型
        2.2.2 動力學(xué)方程
    2.3 有級調(diào)速起重機起升動載特性分析
        2.3.1 動力學(xué)方程求解
        2.3.2 有級調(diào)速起重機實例分析
    2.4 變頻調(diào)速起重機起升動載特性分析
        2.4.1 變頻調(diào)速提升的加速特征曲線
        2.4.2 動力學(xué)方程求解
        2.4.3 變頻調(diào)速起重機實例分析
    2.5 起升動載測量實驗及分析
    2.6 本章小節(jié)
第三章 不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩的空間幾何模型建立
    3.1 引言
    3.2 不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩結(jié)構(gòu)特點
    3.3 不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩的空間螺旋線方程
        3.3.1 直線段鋼絲繩空間螺旋線方程
        3.3.2 過滑輪彎曲段鋼絲繩空間螺旋線方程
        3.3.3 鋼絲的曲率和撓率
        3.3.4 內(nèi)外股鋼絲的接觸角
    3.4 不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩三維實體模型建立
        3.4.1 鋼絲的中心線
        3.4.2 幾何實體模型
    3.5 本章小結(jié)
第四章 不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩的力學(xué)建模及受力分析
    4.1 引言
    4.2 不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩力學(xué)模型建立
        4.2.1 單股鋼絲繩已知應(yīng)變的受力方程
        4.2.2 單股鋼絲繩已知張力的受力方程
        4.2.3 單股鋼絲繩內(nèi)應(yīng)力計算
        4.2.4 不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩受力方程
        4.2.5 不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩過滑輪的彎曲應(yīng)力計算
    4.3 數(shù)學(xué)模型與有限元計算對比
        4.3.1 單股鋼絲繩受力模型與有限元對比
        4.3.2 不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩受力模型與有限元對比
    4.4 不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩的應(yīng)力分析
        4.4.1 單股鋼絲繩的內(nèi)應(yīng)力分析
        4.4.2 鋼芯不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩的內(nèi)應(yīng)力分析
        4.4.3 麻芯不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩的內(nèi)應(yīng)力分析
    4.5 不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩過滑輪彎曲應(yīng)力分析
        4.5.1 鋼絲彎曲應(yīng)力的分布規(guī)律
        4.5.2 危險鋼絲的彎曲應(yīng)力分析
        4.5.3 不同捻向下危險鋼絲的彎曲應(yīng)力
        4.5.4 不同滑輪直徑的危險鋼絲彎曲應(yīng)力
    4.6 本章小結(jié)
第五章 不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩摩擦磨損研究
    5.1 引言
    5.2 不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩的外部磨損分析
        5.2.1 鋼絲繩—滑輪接觸模型
        5.2.2 鋼絲繩與滑輪接觸應(yīng)力分析
        5.2.3 鋼絲繩外部磨損理論分析
    5.3 不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩的內(nèi)部磨損模型
        5.3.1 不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩內(nèi)的鋼絲接觸
        5.3.2 內(nèi)部磨損點的坐標(biāo)表達(dá)
        5.3.3 內(nèi)部磨損微動距離計算
        5.3.4 內(nèi)部磨損微動速度計算
        5.3.5 內(nèi)外股鋼絲接觸應(yīng)力計算
        5.3.6 鋼絲磨損預(yù)測模型
    5.4 不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩內(nèi)部磨損數(shù)值仿真
        5.4.1 內(nèi)部磨損數(shù)值仿真流程
        5.4.2 內(nèi)部磨損仿真結(jié)果
        5.4.3 基于鋼絲磨損的換繩準(zhǔn)則
    5.5 不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩摩擦磨損實驗研究
        5.5.1 不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩磨粒鐵譜試驗
        5.5.2 不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩解剖實驗
    5.6 本章小結(jié)
第六章 不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩壽命估算研究
    6.1 引言
    6.2 壽命估算的研究思路
        6.2.1 壽命預(yù)估的假設(shè)
        6.2.2 壽命預(yù)估思路
    6.3 載荷譜建立
        6.3.1 名義應(yīng)力譜的表達(dá)
        6.3.2 鋼絲繩載荷譜的組成
        6.3.3 裝卸循環(huán)載荷譜
        6.3.4 振動循環(huán)載荷譜
        6.3.5 彎曲循環(huán)載荷譜
        6.3.6 實際工況載荷譜
    6.4 動態(tài)疲勞缺口系數(shù)
        6.4.1 動態(tài)疲勞缺口系數(shù)定義
        6.4.2 動態(tài)應(yīng)力集中系數(shù)
        6.4.3 動態(tài)的疲勞缺口系數(shù)計算
    6.5 不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩的疲勞損傷估算
        6.5.1 疲勞損傷估算方法
        6.5.2 制繩鋼絲疲勞性能參數(shù)
        6.5.3 應(yīng)力循環(huán)的轉(zhuǎn)換
        6.5.4 疲勞損傷累積準(zhǔn)則
        6.5.5 疲勞試驗與壽命估算結(jié)果分析
    6.6 不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩失效原因分析
        6.6.1 失效主要原因
        6.6.2 提高不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩壽命的措施
    6.7 本章小結(jié)
結(jié)論
    1 主要工作及結(jié)論
    2 創(chuàng)新點
    3 展望與建議
參考文獻(xiàn)
附錄
    附錄 1 受力計算及壽命估算程序界面
    附錄 2 起重機動載測量試驗的部分曲線
    附錄 3 內(nèi)部磨損的磨斑顯微圖像
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于Workbench的鋼絲繩疲勞壽命分析[J]. 李婷,苗運江.  煤礦機械. 2011(05)
[2]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)
[3]橋式起重機起吊過程的動力學(xué)分析[J]. 孫民,王志遠(yuǎn),付為剛.  機械. 2010(05)
[4]基于虛擬樣機技術(shù)的門式起重機動力學(xué)仿真分析[J]. 胡曉光,隋允康,丁克勤,宇慧平.  科技導(dǎo)報. 2010(02)
[5]鋼質(zhì)滑輪硬度對6×19W+IWR鋼絲繩疲勞壽命的影響[J]. 馬光全.  金屬制品. 2009(03)
[6]鋼絲繩股內(nèi)鋼絲的載荷分布[J]. 馬軍,葛世榮,張德坤.  機械工程學(xué)報. 2009(04)
[7]礦井提升鋼絲繩磨損原因的分析[J]. 陳洪玉,張鶴,徐文娟.  表面技術(shù). 2009(02)
[8]粗直徑多層股抗旋轉(zhuǎn)鋼絲繩生產(chǎn)技術(shù)難點探析[J]. 秦萬信,李鎖生.  金屬制品. 2008(05)
[9]滑輪對鋼絲繩使用壽命的影響[J]. 李偉.  金屬制品. 2008(04)
[10]隨機載荷模式下鋼絲繩疲勞壽命的預(yù)估[J]. 景天虎.  起重運輸機械. 2008(05)

博士論文
[1]多軸疲勞壽命模型及疲勞試驗譜編制方法研究[D]. 趙勇銘.南京航空航天大學(xué) 2009
[2]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
[3]疲勞壽命預(yù)測若干方法的研究[D]. 雷冬.中國科學(xué)技術(shù)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]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
[2]鋼絲繩力學(xué)特性及失效機理研究[D]. 倪忠進(jìn).昆明理工大學(xué) 2008



本文編號：2985159