螺旋股線結(jié)構(gòu)在工程技術(shù)領(lǐng)域中有著廣泛應(yīng)用,從各種工程應(yīng)用中的纜繩、絞纜到高新技術(shù)和大科學(xué)裝置中的超導(dǎo)復(fù)合電纜CICC結(jié)構(gòu)等,均存在大量的多級螺旋股線結(jié)構(gòu)。由于螺旋股線的結(jié)構(gòu)特點和復(fù)雜性,股線之間往往存在復(fù)雜相互接觸作用,帶來力學(xué)性能分析和估算上的極大難度,包括從單級、多層級的幾何建模、受力和變形分析以及基本實驗分析等均尚未形成行之有效的分析方法。針對1×3單級及3×3二級螺旋股線結(jié)構(gòu),本文基于拉伸實驗測試和有限元數(shù)值仿真開展了基礎(chǔ)的力學(xué)性能研究。首先,我們采用股線絞扭機自主制備了單級和二級螺旋股線,并對股制備過程中預(yù)應(yīng)力的消除形成了一套切實可行的方案,提升了股線結(jié)構(gòu)的均勻性和穩(wěn)定性。為了有效減少螺旋股線拉伸實驗中的夾頭處力學(xué)加載和夾持的誤差,自主改進和研制了三片圓形鉆式夾頭,提高了非理想股線截面處的加持力和試驗精確性等。進一步,針對NbTi/Cu超導(dǎo)復(fù)合線,開展了股線的絞制和低溫下力學(xué)性能的初步實驗測試。實驗結(jié)果表明:隨著溫度的降低,股線的等效彈性模量逐步變大;股線截距的變化對其整體力學(xué)性能也有明顯影響,彈性模量隨著截距的增大而增大。其次,為了實現(xiàn)螺旋股線結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析,我們開展了單級... 

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 螺旋股線的基本特征
        1.1.2 股線及絞纜的應(yīng)用
    1.2 相關(guān)研究現(xiàn)狀和進展
        1.2.1 股線結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)力學(xué)特性及實驗研究現(xiàn)狀和進展
        1.2.2 股線的有限元數(shù)值計算研究現(xiàn)狀和進展
    1.3 本文的研究內(nèi)容
第二章 單級和二級螺旋股線拉伸實驗及力學(xué)特性分析
    2.1 股線制備和拉伸力學(xué)性能測試系統(tǒng)
        2.1.1 股線絞扭機及工作原理
        2.1.2 電子萬能試驗機及工作原理
        2.1.3 低/變溫力學(xué)測試實驗控制系統(tǒng)
    2.2 單級和二級鐵股線拉伸實驗測試過程及結(jié)果
        2.2.1 股線的制備和預(yù)應(yīng)力的消除
        2.2.2 試驗機控制與夾頭的改進
        2.2.3 拉伸實驗的結(jié)果與分析
    2.3 單級NbTi/Cu超導(dǎo)螺旋股線低溫下的測試過程及結(jié)果與分析
        2.3.1 單級NbTi/Cu超導(dǎo)螺旋股線的制備
        2.3.2 單級NbTi/Cu超導(dǎo)螺旋股線的低溫拉伸實驗過程
        2.3.3 單級NbTi/Cu超導(dǎo)螺旋股線的低溫拉伸實驗結(jié)果與分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 單級二級股線力學(xué)特性有限元數(shù)值計算與分析
    3.1 螺旋絞扭股線結(jié)構(gòu)建模與邊界條件的設(shè)定
        3.1.1 結(jié)構(gòu)模型建立步驟
        3.1.2 材料屬性、模型相互作用及約束條件的確立
    3.2 螺旋絞扭股線的有限元快速幾何建模
        3.2.1 單級和二級螺旋股線快速幾何建模系統(tǒng)的功能和程序介紹
        3.2.2 單級和二級螺旋股線快速建模系統(tǒng)的運行步驟
    3.3 數(shù)值模擬結(jié)果與討輪
    3.4 本章小結(jié)
第四章 總結(jié)與展望
    4.1 主要結(jié)論
    4.2 研究展望
參考文獻
在學(xué)期間的研究成果
致謝



本文編號：3662201