基于Ansys Workbench的钢丝绳应力和疲劳分析.pdf

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1、基于AnsysWorkbench的钢丝绳应力和疲劳分析褚文敏郑刚刘志才魏书林北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124摘要：为了研究钢丝绳直径、结构和环境温度对钢丝绳疲劳寿命的影响，选择用于太空安全绳的钢丝绳，通过AnsysWorkbench分析软件建立钢丝绳多场耦合有限元模型，计算不同因素对钢丝绳应力的影响。根据应力疲劳理论，导入不锈钢材料的应力一寿命曲线，对钢丝绳的疲劳寿命进行仿真分析，通过钢丝绳的疲劳寿命云图可以发现，钢丝绳的直径和结构对钢丝绳的疲劳寿命影响较大，环境温度对钢丝绳的疲劳寿命影响较小。根据仿真结果和具体使用条

2、件，遴选出最适合用于太空安全绳的钢丝绳。关键词：钢丝绳；AnsysWorkbench；多场耦合；应力疲劳理论中图分类号：TH233文献标识码：A文章编号：1001—0785(2016)02—0034—05Abstract：Tostudytheeffectofthesteelropediameter，structure，andambienttemperatureonthefatiguelifeofthesteelrope，thesteelropeforspacesafetyropeisselected．Themulti-fieldcoupli

3、ngfiniteelementmodelisdevelopedforsteelropeinAnsysWorkbenchtoc~eulNetheeffectofdifferentfactorsonthestressofsteelrope．Accordingtothestress．fatiguetheory，thestress—lifecurveforstainlesssteelmaterialisimported，inordertoperformsimulationanalysisforfatiguelifeofthesteelrope．It

4、’sfoundthroughthefatiguelifecloudpicturethatdiameterandstmctureofthesteelropehasgreateffectonthefatiguelife，whileambienttemperaturehaslittleeffect．Accordingtothesimulationresultandspecificservicecondition，thesteelropebestfitforthespacesafetyropeisselected．Keywords：steelwir

5、erope；AnsysWorkbench；multi—fieldcoupling；stressfatiguetheory中国载人航天计划于1992年正式启动，初期全绳的卷绕缆绳最为合适。因此，研究钢丝绳的目标是将航天员送入太空，远期则包括建立永久相关性能和提高其可靠性对于整个可伸缩太空安空间站以及月球探索。中国载人航天计划初期目全绳的研制具有至关重要的意义。标已顺利完成，2003年神舟五号将航天员杨利伟1有限元模型设定送入太空并安全返回，从此中国进入了载人航天时代。2008年神舟七号飞船搭载3名航天员进入使用SiemensNX对钢丝绳进行参

6、数化建太空并进行了出舱活动，但那时出舱距离较短，模．3J，获得钢丝绳的三维模型，将模型导入An—宇航员使用的是固定安全绳。未来几年内中国将sysWorkbenchL4软件。利用AnsysWorkbench白带建设长期有人照看的空间站，那时远距离太空作的材料库，设置钢丝绳的材料为不锈钢。由于钢业必将成为常态，固定安全绳显然不能满足复杂丝绳结构复杂，为减少计算时间，在保证计算结太空作业的要求，因此，急需研制具有较长伸展果较为精确的情况下，在对钢丝绳三维模型进行长度的可伸缩太空安全绳。太空安全绳由伸缩机网格划分时，应尽量减少网格的数量，尤其是对构

7、、卷绕缆绳、安全挂钩和连接软绳组成。通过于结构较为复杂的6×19IWS型钢丝绳。设置Mes．调研国外太空安全绳的发展和查阅相关文献¨j，hing为自动网格划分，Relevance为0，Relevance综合考虑各方面因素，钢丝绳作为可伸缩太空安Center为Coarse。将钢丝绳一端(A端)的所有钢[3]赵红霞，王淑珍．螺旋输送机螺距优化及效率研究作者：宋欢[J]．拖拉机与农用运输车，2005(2)：37—39．地址：青岛科技大学机电工程学院[4]黄石茂．螺旋输送机输送机理及其主要参数的确定邮编：266061[J]．广东造纸，1998．(3

8、)：27—31．收稿日期：2015—06—03--——34，-——《起重运输机械》2016(2)