立井提升钢丝绳力学特性分析及其疲劳寿命研究

发布时间：2021-09-04 15:58　文章来源：未知　文章作者：admin　点击数：

       钢丝绳是经多次捻制而成的螺旋状挠性构件,其韧性好、性能稳定,是立井提升中的关键部件。随着矿井深度的增加,钢丝绳更易发生疲劳失效而导致安全事故。这些失效大多是在拉伸、扭转、弯曲载荷的累计作用下产生的,然而结构复杂使钢丝绳理论求解计算十分繁琐,难以进行。故采用有限元法开展钢丝绳应力变形分析及疲劳寿命研究,对钢丝绳结构改进与寿命评估具有一定指导意义。针对立井提升6×36WS+IWRC型钢丝绳为主要研究对象,对钢丝绳张力、股内钢丝几何特性与力学特性进行了理论分析及数值模拟。对钢丝绳在拉伸载荷与拉-扭复合载荷下整体应力变形特性及其疲劳寿命分布进行了研究。推导了钢丝曲率和挠率的计算公式,借助Matlab分析得到不同捻向钢丝绳曲率和挠率随旋转角呈周期变化的分布规律,左同向捻曲率和挠率水平均大于左交互捻。分析了立井提升不同速度阶段钢丝绳受力情况,得到了钢丝绳张力变化曲线。基于Costell理论对钢丝的受力与变形关系进行了计算分析,得到螺旋角β是影响变形、轴向力和力矩的主要因素。推导了钢丝的拉应力计算公式,求解了独立绳芯内不同位置钢丝拉应力大小分布规律。
 

• 1 绪论
•     1.1 课题研究背景及意义
•     1.2 国内外研究现状
•         1.2.1 钢丝绳力学特性研究现状
•         1.2.2 钢丝绳疲劳寿命研究现状
•     1.3 课题来源及研究目的
•     1.4 本文主要研究内容
•     1.5 本章小结
• 2 钢丝绳力学与几何特性分析
•     2.1 钢丝绳特性及分类
•         2.1.1 钢丝绳特性
•         2.1.2 钢丝绳分类
•     2.2 钢丝绳几何特性分析
•         2.2.1 6×36WS+IWRC钢丝绳结构
•         2.2.2 绳股内钢丝的曲率和挠率计算
•         2.2.3 曲率的大小与分布
•         2.2.4 挠率的大小与分布