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立井提升鋼絲繩力學(xué)特性分析及其疲勞壽命研究

發(fā)布時(shí)間：2021-09-04 15:58　文章來源：未知　文章作者：admin　點(diǎn)擊數(shù)：

       鋼絲繩是經(jīng)多次捻制而成的螺旋狀撓性構(gòu)件,其韌性好、性能穩(wěn)定,是立井提升中的關(guān)鍵部件。隨著礦井深度的增加,鋼絲繩更易發(fā)生疲勞失效而導(dǎo)致安全事故。這些失效大多是在拉伸、扭轉(zhuǎn)、彎曲載荷的累計(jì)作用下產(chǎn)生的,然而結(jié)構(gòu)復(fù)雜使鋼絲繩理論求解計(jì)算十分繁瑣,難以進(jìn)行。故采用有限元法開展鋼絲繩應(yīng)力變形分析及疲勞壽命研究,對鋼絲繩結(jié)構(gòu)改進(jìn)與壽命評估具有一定指導(dǎo)意義。針對立井提升6×36WS+IWRC型鋼絲繩為主要研究對象,對鋼絲繩張力、股內(nèi)鋼絲幾何特性與力學(xué)特性進(jìn)行了理論分析及數(shù)值模擬。對鋼絲繩在拉伸載荷與拉-扭復(fù)合載荷下整體應(yīng)力變形特性及其疲勞壽命分布進(jìn)行了研究。推導(dǎo)了鋼絲曲率和撓率的計(jì)算公式,借助Matlab分析得到不同捻向鋼絲繩曲率和撓率隨旋轉(zhuǎn)角呈周期變化的分布規(guī)律,左同向捻曲率和撓率水平均大于左交互捻。分析了立井提升不同速度階段鋼絲繩受力情況,得到了鋼絲繩張力變化曲線。基于Costell理論對鋼絲的受力與變形關(guān)系進(jìn)行了計(jì)算分析,得到螺旋角β是影響變形、軸向力和力矩的主要因素。推導(dǎo)了鋼絲的拉應(yīng)力計(jì)算公式,求解了獨(dú)立繩芯內(nèi)不同位置鋼絲拉應(yīng)力大小分布規(guī)律。
 

• 1 緒論
•     1.1 課題研究背景及意義
•     1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
•         1.2.1 鋼絲繩力學(xué)特性研究現(xiàn)狀
•         1.2.2 鋼絲繩疲勞壽命研究現(xiàn)狀
•     1.3 課題來源及研究目的
•     1.4 本文主要研究內(nèi)容
•     1.5 本章小結(jié)
• 2 鋼絲繩力學(xué)與幾何特性分析
•     2.1 鋼絲繩特性及分類
•         2.1.1 鋼絲繩特性
•         2.1.2 鋼絲繩分類
•     2.2 鋼絲繩幾何特性分析
•         2.2.1 6×36WS+IWRC鋼絲繩結(jié)構(gòu)
•         2.2.2 繩股內(nèi)鋼絲的曲率和撓率計(jì)算
•         2.2.3 曲率的大小與分布
•         2.2.4 撓率的大小與分布