[發(fā)明專利]一種鋼絞線索彎曲特性研究方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910543293.0
• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN110263441A
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚冬梅;柳勇;吳浩;曲浩然;羅永發(fā)
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢光谷北斗控股集團(tuán)有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京眾達(dá)德權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11570
• 代理人: 劉杰

本發(fā)明屬于斜拉橋技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種鋼絞線索彎曲特性研究方法，包括：建立鋼絞線索有限元梁單元模型，根據(jù)螺旋線的參數(shù)方程擬合創(chuàng)建鋼絲螺旋線模型，對所述螺旋線模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分得到有限元單元模型；基于所述有限元單元模型進(jìn)行彎曲特性研究。本發(fā)明提供的鋼絞線索彎曲特性研究方法能夠在實(shí)現(xiàn)高精度高可靠性模擬的情況下，大幅降低計算量，提升計算效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及斜拉橋技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鋼絞線索彎曲特性研究方法。

背景技術(shù)

作為斜拉橋組成部分中的核心構(gòu)件，斜拉索的基本力學(xué)特性在很大程度上將影響到斜拉橋的承載性能。由于斜拉索主要由多根鋼絲或鋼絞線索組成，因此每根鋼絲的機(jī)械性能和鋼絲之間的相互作用也就決定了拉索整體的力學(xué)性能。在目前的工程應(yīng)用中，工程人員大都只重視拉索的整體力學(xué)性能，將斜拉索簡化為一根只受軸力作用的桿件。但是，將斜拉索簡化為桿單元或者是一根梁單元是無法模擬拉索內(nèi)部問題。現(xiàn)有技術(shù)中，多采用七絲鋼絞線的實(shí)體單元有限元模型來模擬鋼絲，由于需要將鋼絲劃分成很多單元，導(dǎo)致計算量大，效率不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種鋼絞線索彎曲特性研究方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中種鋼絞線索彎曲特性建模研究計算量大，效率低的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種鋼絞線索彎曲特性研究方法，包括：

建立鋼絞線索有限元梁單元模型，根據(jù)螺旋線的參數(shù)方程擬合創(chuàng)建鋼絲螺旋線模型，對所述螺旋線模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分得到有限元單元模型；

基于所述有限元單元模型進(jìn)行彎曲特性研究。

進(jìn)一步地，所述彎曲特性研究包括：鋼絲間滑移與抗彎剛度的關(guān)系研究。

進(jìn)一步地，所述彎曲特性研究包括：鋼絲溫度與抗彎剛度的關(guān)系研究。

進(jìn)一步地，所述彎曲特性研究包括：鋼絲摩擦系數(shù)與抗彎剛度的關(guān)系研究。

進(jìn)一步地，所述彎曲特性研究包括：斜拉索軸力與抗彎剛度的關(guān)系研究。

本申請實(shí)施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

本申請實(shí)施例中提供的鋼絞線索彎曲特性研究方法，通過針對鋼絞線索的各鋼絲進(jìn)行建模，得到有限元梁單元模型從而能夠充分考慮到各鋼絲的性質(zhì)變化對鋼索整體的影響，從而能夠保證模擬的可靠性和精度，提升研究結(jié)論的可靠性；同時，基于鋼絲的有限元梁單元模型與實(shí)體單元模型相比，所需單元少，可計算長達(dá)數(shù)米的有限元模型，從而能夠大幅降低計算量，提升計算效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的七絲鋼絞線索彎曲特性研究方法涉及的有限元梁單元模型示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的七絲鋼絞線索有限元梁模型軸向應(yīng)變-荷載曲線；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供彎曲有限元模型結(jié)構(gòu)簡圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的七絲鋼絞線索荷載-抗彎剛度局部曲線；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的七絲鋼絞線索滑移距離最大值與抗彎剛度曲線圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的七絲鋼絞線索不同溫度下的位移-抗彎剛度曲線；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的七絲鋼絞線索位移荷載-抗彎剛度曲線；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的七絲鋼絞線索不同軸力下位移荷載-抗彎剛度曲線；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的七絲鋼絞線索軸力-抗彎剛度曲線。

具體實(shí)施方式

本申請實(shí)施例通過提供一種鋼絞線索彎曲特性研究方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中種鋼絞線索彎曲特性建模研究計算量大，效率低的技術(shù)問題。