斜拉索平行钢丝摩擦系数及正压力分析

论文摘要

本文作为基于“分层滑移”斜拉索弯曲疲劳进一步分析。在阅读大量文献,和对斜拉索弯曲应力分析方法进行深入调研的基础上,认为：在利用“分层滑移”理论对斜拉索弯曲应力进行分析时,精确地确定钢丝间极限摩擦剪应力fmax是非常重要的,也是亟待开展的。对此,本文在本项目团队前期工作的基础上,对斜拉索内平行钢丝间摩擦系数和正压力进行了进一步的分析,以精确确定钢丝间极限摩擦剪应力fmax。论文主要完成了以下工作：1.首先,本文对斜拉索弯曲应力分析、摩擦学、接触问题的研究现状和发展趋势做了较深入的调研,为本文研究工作的开展奠定了一定的基础。其中主要比较了理想柔索理论、均匀弯曲刚度理论和分层滑移理论在斜拉索弯曲应力分析上的应用。主要调研了影响摩擦系数的主要因素、摩擦系数的实验测定方法、经典接触理论、接触问题的有限元分析方法和ANSYS接触分析要点。2.从实验方面入手对斜拉索内平行钢丝间摩擦系数进行了分析。平行钢丝间摩擦系数的确定可为钢丝间极限摩擦剪应力fmax的精确确定提供依据,故本文利用自行设计的加压装置在钢丝所受的真实正压力范围内对其施加正压力,最后得出真实正压力范围内,钢丝间摩擦系数随正压力的变化趋势。3.从数值模拟方法入手对平行钢丝间的正压力进行了分析。本文先用经典理论解和ANSYS有限元软件对两根拉索平行钢丝接触问题进行了分析,以验证用ANSYS解决接触问题的可行性、准确性和精度。在此基础上,对绞线型钢束进行了接触分析,以初步探究起拱效应对拉索平行钢丝间正压力的传递、分布的影响。所做的初步分析工作,可为下一步将进行的实际钢丝模型分析做一定的铺垫和指导。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 本文研究问题的提出
• 1.2.1 斜拉索的发展
• 1.2.2 斜拉索耐久性问题
• 1.2.3 斜拉索弯曲应力分析方法
• 1.2.4 本文研究问题的提出
• 1.3 本文主要内容
• 1.4 本文贡献
• 第二章 国内外研究现状
• 2.1 引言
• 2.2 弯曲应力分析研究现状
• 2.3 摩擦学研究现状
• 2.3.1 摩擦学简史
• 2.3.2 摩擦学研究现状及发展趋势
• 2.3.3 摩擦系数研究现状
• 2.4 接触问题研究现状
• 2.4.1 接触问题发展阶段
• 2.4.2 接触问题相关知识在正压力分析中的初步应用
• 2.5 小结
• 第三章 本文研究问题的理论基础
• 3.1 引言
• 3.2 摩擦理论
• 3.2.1 摩擦的概念及分类
• 3.2.2 摩擦定律
• 3.2.3 摩擦基本理论
• 3.2.4 影响摩擦系数的主要因素
• 3.2.5 摩擦系数的实验测定
• 3.3 接触理论
• 3.3.1 经典接触理论
• 3.3.2 接触问题有限元分析方法
• 3.3.3 ANSYS接触分析简介
• 3.4 小结
• 第四章 拉索高强镀锌平行钢丝摩擦系数实验测试
• 4.1 引言
• 4.2 实验原理
• 4.2.1 加载原理
• 4.2.2 实验装置与测试方案
• 4.2.3 实验步骤、方法及注意事项
• 4.3 实验结果及讨论
• 4.4 小结
• 第五章 考虑起拱效应的索内平行钢丝间正压力分析
• 5.1 引言
• 5.2 两根钢丝相互挤压的接触分析
• 5.2.1 两根钢丝接触问题的ANSYS有限元模型
• 5.2.2 结果与分析
• 5.3 铰线型钢束正压力分析
• 5.3.1 铰线型钢束有限元模型的简化
• 5.3.2 铰线型钢束有限元模型接触分析
• 5.4 小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.1.1 本文完成的主要工作
• 6.1.2 本文取得的主要结果
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及参与的科研项目