鋼絲繩彎曲疲勞特性及其試驗(yàn)系統(tǒng)研究.pdf

1、鋼絲繩作為一種高強(qiáng)度、耐沖擊的撓性構(gòu)件被廣泛應(yīng)用在各類工程領(lǐng)域中，而鋼絲繩的疲勞損傷現(xiàn)象會(huì)在其實(shí)際應(yīng)用過程中留下重大的安全隱患。由于鋼絲繩結(jié)構(gòu)復(fù)雜且工況多樣，同時(shí)影響鋼絲繩彎曲疲勞的因素較多，單從理論分析難以得到滿意的結(jié)果，因此通過理論分析與試驗(yàn)研究相結(jié)合是一種較為有效的研究方法。目前對(duì)鋼絲繩彎曲疲勞特性的研究相對(duì)較少，更缺少系統(tǒng)的試驗(yàn)依據(jù)。為保證鋼絲繩在使用過程中的安全可靠，對(duì)鋼絲繩彎曲疲勞特性及試驗(yàn)系統(tǒng)的研究具有重要的理論價(jià)值和實(shí)際

2、意義。
　　本文以6×7IWS鋼絲繩為研究對(duì)象，對(duì)繞滑輪彎曲段鋼絲繩的數(shù)學(xué)及力學(xué)建模，在此基礎(chǔ)上，對(duì)鋼絲繩的彎曲疲勞特性的主要影響因素進(jìn)行研究，并以此為依據(jù)，提出了鋼絲繩彎曲疲勞的試驗(yàn)方案，根據(jù)試驗(yàn)方案進(jìn)行對(duì)試驗(yàn)系統(tǒng)的深入研究，設(shè)計(jì)了一種液壓驅(qū)動(dòng)自動(dòng)控制重載荷大行程的鋼絲繩彎曲疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)。
　　本文主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的工作：
　　首先，基于空間幾何及微分幾何原理對(duì)繞滑輪段鋼絲繩進(jìn)行數(shù)學(xué)及力學(xué)建模，并對(duì)鋼絲繩彎曲應(yīng)

3、力的分布規(guī)律進(jìn)行分析，并基于ANSYS Workbench對(duì)繞滑輪段鋼絲繩進(jìn)行有限元仿真，對(duì)鋼絲繩彎曲疲勞特性的影響因素進(jìn)行研究。
　　其次，根據(jù)鋼絲繩彎曲疲勞特性的影響因素，對(duì)鋼絲繩彎曲疲勞試驗(yàn)進(jìn)行方案研究，包括試驗(yàn)主要因素及試驗(yàn)流程規(guī)范設(shè)計(jì)。確定試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)及技術(shù)要求，在此基礎(chǔ)上對(duì)鋼絲繩彎曲疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)總體方案進(jìn)行研究：系統(tǒng)通過電子泵調(diào)壓液壓缸加載實(shí)現(xiàn)精度較高的恒定大載荷加載；通過雙層缸往復(fù)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)大行程的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并設(shè)

4、計(jì)了系統(tǒng)在不同加載模式的控制流程。
　　然后，分別對(duì)加載系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的壓力補(bǔ)償算法，對(duì)加載系統(tǒng)進(jìn)行壓力補(bǔ)償，彌補(bǔ)溫度因素對(duì)加載精度的影響，以保證加載系統(tǒng)的誤差精度；設(shè)計(jì)了一種雙缸協(xié)同控制策略，并采用AMEsim對(duì)雙缸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)證；設(shè)計(jì)了基于MFC試驗(yàn)系統(tǒng)人機(jī)界面程序，并采用SQL Server對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)記錄、分析處理