拉索索絲應(yīng)力分布規(guī)律及索夾節(jié)點(diǎn)優(yōu)化研究.pdf

1、拉索是張力結(jié)構(gòu)體系中最主要的受力桿件。由于拉索構(gòu)造和加工工藝原因，索絲受力機(jī)理復(fù)雜，如果假定拉索截面內(nèi)應(yīng)力分布均勻，會忽視索絲之間的不利擠壓作用及應(yīng)力不均勻現(xiàn)象，低估索絲局部的真實(shí)受力，存在安全隱患。因此，了解索絲的應(yīng)力分布規(guī)律，對于設(shè)計人員如何布置拉索，減少材料用量有著重要的參考意義。本文對索體及索夾節(jié)點(diǎn)空間幾何形態(tài)和數(shù)值建模方法進(jìn)行了研究，并對直索及環(huán)索索夾位置處索絲的應(yīng)力分布規(guī)律、索夾節(jié)點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計方法和疲勞壽命進(jìn)行了探討，主要研究

2、內(nèi)容包括:
　　1、使用AutoCAD和ANSYS SCDM建模軟件精確地建立三絲、七絲以及19絲三種尺寸的拉索實(shí)體模型。以有限元軟件Abaqus為主要工作平臺，ANSYSWorkbench為輔助平臺，索絲之間使用“面—面”接觸方式，施加相同的應(yīng)力工況和約束條件，將兩種有限元軟件得到的計算結(jié)果進(jìn)行對比分析，得出索絲截面應(yīng)力的分布情況和變化規(guī)律。結(jié)果表明:兩種軟件所得結(jié)果基本吻合，不同層索絲應(yīng)力不均勻，內(nèi)層的索絲此現(xiàn)象更為顯著，越靠

3、外側(cè)的索絲，捻距越長，當(dāng)拉索直徑足夠大時，層與層之間應(yīng)力變化趨于平緩。
　　2、使用Abaqus對索夾節(jié)點(diǎn)環(huán)索的應(yīng)力分布規(guī)律進(jìn)行靜力分析，并針對應(yīng)力集中區(qū)域采取一系列防護(hù)措施，包括索夾構(gòu)造設(shè)計優(yōu)化、添加墊層介質(zhì)等。結(jié)果表明:索夾中間部位處索絲受力均勻，應(yīng)力水平與初始拉應(yīng)力基本一致。但索夾兩端位置的索絲受到棱角擠壓，應(yīng)力集中顯著，索夾加入倒角明顯改善了這一現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上添加墊層介質(zhì)能在一定程度上緩解拉索與索夾相互間的磨損與擠壓，形