平行鋼絲索股的非線性彎曲特性研究.pdf

1、懸索橋主纜索股由大量離散的平行鋼絲組成，其受力特性與均質一體材料形成的整體截面有較大的差異，尤其當索股截面受到彎曲作用時，同一截面的鋼絲可能產生滑移，此時截面變形將不再滿足平截面假定、彎曲應力的計算需借助復雜的非線性有限元計算方法。本文以拉彎力共同作用下的平行鋼絲索股為研究對象，考慮索股分層、分階段滑移的實際情況，建立了拉彎力共同作用下的平行鋼絲索股的力學特性分析方法，并通過與試驗和非線性有限元計算結果對比，建立了簡化的平行鋼絲索股非線

2、性彎曲計算方法。論文主要研究內容如下:
　　拉索彎曲的梁理論計算的彎曲應力會偏大的主要原因是沒有考慮鋼絲之間的滑移。對于有鋼絲滑移的拉索，采用分段研究的思想，認為在相鄰的兩層鋼絲初滑移轉角之間截面慣性矩保持為不變，推導拉索彎曲曲率的變化與截面轉角的關系，給出沿拉索軸向單位長度的彎曲剪切力計算公式。
　　在物理方程關系的基礎上，將索股的應變、應力與內力分解為線性項和非線性項，推導內力與變形關系的切線剛度矩陣，得出彎曲剛度的線性

3、項與非線性項，以及彎曲剛度的變化范圍。采用分段研究的方法，給出索股鋼絲的彎曲剪切力公式。通過研究索股鋼絲逐層滑移，推導鋼絲在各個滑移位置的軸力和鋼絲層間剪切力與索股曲率或轉角的關系。結合鋼絲層的滑移判定條件關系式，推導出與滑移位置對應的轉角，并給出簡化模型下的彎矩-轉角圖和彎曲剛度-轉角圖。
　　結合索股拉彎模型試驗，同時建立索股的ANSYS分層滑移模型，探討了索股彎曲特性的影響因素。軸向應力增大或等效纏絲力減小，索股的初滑移轉角