拉索索絲應力分布規(guī)律及索夾節(jié)點優(yōu)化研究.pdf

1、拉索是張力結構體系中最主要的受力桿件。由于拉索構造和加工工藝原因，索絲受力機理復雜，如果假定拉索截面內應力分布均勻，會忽視索絲之間的不利擠壓作用及應力不均勻現(xiàn)象，低估索絲局部的真實受力，存在安全隱患。因此，了解索絲的應力分布規(guī)律，對于設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)點空間幾何形態(tài)和數(shù)值建模方法進行了研究，并對直索及環(huán)索索夾位置處索絲的應力分布規(guī)律、索夾節(jié)點優(yōu)化設計方法和疲勞壽命進行了探討，主要研究

2、內容包括:
　　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，施加相同的應力工況和約束條件，將兩種有限元軟件得到的計算結果進行對比分析，得出索絲截面應力的分布情況和變化規(guī)律。結果表明:兩種軟件所得結果基本吻合，不同層索絲應力不均勻，內層的索絲此現(xiàn)象更為顯著，越靠

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