斜拉索内钢丝间弯曲滑移数值模拟及分析

作     者：燕海蛟 

作者单位：重庆交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郑罡;安永日

授予年度：2013年

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：斜拉索 等效线压力 接触应力 拱机制效应 ANSYS 

摘      要：斜拉索弯曲疲劳问题是世界范围内的斜拉索技术研究的前沿课题。相关研究表明：拉索在锚固端偏转角以及振动作用下，索内钢丝层间会出现分层滑移现象，索内钢丝的在滑移和粘结（非滑移）之间反复变化使得拉索在锚固端的局部刚度出现较强的非线性，由此产生的弯曲疲劳应力是造成斜拉索疲劳破坏的首要因素。 本文基于接触力学理论，通过有限元数值仿真的手段对索内钢丝的受力机制做了进一步的深化。论文主要完成了以下工作： 1.对斜拉索弯曲疲劳性能的研究现状做了深入的调研工作，归纳各国在斜拉索弯曲疲劳方面的理论和试验研究成果。重点总结了本课题的团队近年来在索内钢丝分层滑移理论、试验方面的研究成果。 2.采用初应变法和降温法在ANSYS中模拟索内钢丝在两端给定张拉力、扭绞角作用下，两层钢丝之间的等效线压力，与本团队理论推导的结果完全吻合。 3.基于经典赫兹接触理论，通过有限元数值仿真的手段分别对两根钢丝在实桥状态下的接触进行分析，通过不同的分网方法对平面单元、实体单元有限元模型进行对比分析，寻求网格数量、质量以及计算结果精度之间的平衡。 4.基于两根钢丝的经典赫兹接触理论，对1×7-Φs15.2mm的钢绞线断面进行有限元数值仿真，对常规索力作用下的“拱机制效应进行了深入研究，通过对比环向接触区、芯丝核心接触区的接触反力比例，提出弯曲滑移的简化手段，对工程具有一定指导意义。