預(yù)應(yīng)力錨具受力過(guò)程的有限元分析及錨圈的尺寸和材料優(yōu)化.pdf

1、隨著預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁、建筑、水利工程方面的大量應(yīng)用，錨具作為保證有效傳遞預(yù)應(yīng)力的關(guān)鍵部件也得到越來(lái)越多的關(guān)注。在保證錨固效率的同時(shí)，錨具的成本成為人們?cè)絹?lái)越關(guān)注的問(wèn)題。 傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)沿用寧大勿小的原則，基于經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。錨具的受力情況較復(fù)雜，目前還很難用理論公式準(zhǔn)確地計(jì)算出它的應(yīng)力應(yīng)變。本文以錨圈為研究對(duì)象，通過(guò)建立錨具組件的有限元模型，對(duì)錨具的受力過(guò)程進(jìn)行分析，校核錨圈的強(qiáng)度，并對(duì)錨圈外形尺寸和材料展開(kāi)優(yōu)化，最后用物理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

2、 在錨具受力過(guò)程的模擬方面，本文以七孔錨具為例，在分析了七孔錨具的工作狀況及結(jié)構(gòu)后，對(duì)錨圈、夾片及鋼絞線的形狀進(jìn)行了簡(jiǎn)化，采用線性硬化彈塑性材料模型，設(shè)置摩擦系數(shù)之后，運(yùn)用有限元分析軟件建立數(shù)值模型，對(duì)七孔錨圈的受力過(guò)程進(jìn)行模擬分析，得到了錨圈在受力過(guò)程中的應(yīng)力應(yīng)變及位移的分布狀態(tài)，校核了錨圈強(qiáng)度。 在錨圈的尺寸及材料優(yōu)化問(wèn)題上，首先，對(duì)七孔錨圈的外形尺寸進(jìn)行了優(yōu)化，考慮到鋼材的規(guī)格尺寸及產(chǎn)品機(jī)加工的要求，將七孔錨圈按照

3、Ф135和Ф126兩種尺寸規(guī)格分別進(jìn)行模擬計(jì)算，分析同一直徑的不同高度錨圈的應(yīng)力應(yīng)變的變化隨高度的變化趨勢(shì)，得到較優(yōu)的高度。第三，對(duì)七孔錨圈的兩種不同材料及其不同狀態(tài)的模擬結(jié)果進(jìn)行了比較，得出45鋼通過(guò)調(diào)質(zhì)處理提高它的屈服強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度后，用來(lái)替代40Cr是可行的。最后進(jìn)行了物理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較一致，驗(yàn)證了數(shù)值模型的正確性。 通過(guò)以上研究，本文的結(jié)論對(duì)錨圈外形尺寸的設(shè)計(jì)和選用材料提供了理論依據(jù)，起到了一定的指導(dǎo)作