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Analytical modeling and approaches of multihelix cables incorporating with interwire mutual contacts

Applied Mathematics and Mechanics(English Edition) 2024年第9期45卷 1633-1654页

作者： Zhichao ZHANG Xingzhe WANG Key Laboratory of Mechanics on Disaster and Environment in Western China The Ministry of Education of ChinaCollege of Civil Engineering and MechanicsKey Laboratory of Special Function Materials and Structure Design of Ministry of EducationLanzhou UniversityLanzhou 730000China College of Civil Science and Engineering Yangzhou UniversityYangzhou 225127Jiangsu ProvinceChina

This study aims to develop an analytical model based on the curve beam theory to capture the mechanical response of a multihelix cable considering the internal contact ***,a double-helix cable subjected to axial tension and torsion is analyzed,and both the line and point contacts between the neighboring wires and strands are considered via an equivalent homogenized ***,the proposed theoretical model is extended to a hierarchical multihelix cable with mutual contact displacements by constructing a recursive relationship between the high-and low-level multihelix *** global tensile stiffness and torsional stiffness of the double-helix cable are successfully *** results are validated by a finite element(FE)model,and are found to be consistent with the findings of previous *** is shown that the contact deformations in multihelix cables significantly affect their equivalent mechanical stiffness,and the contact displacements are remarkably enhanced as the helix angles *** study provides insights into the interwire/interstrand mutual contact effects on global and local responses.

关键词： wordshierarchical multihelix cable mutual contact effect mechanical response effective stiffness

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