环型钓钩拉伸实验与ANSYS模拟的对比研究.pdf

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1、第26卷第2期2017年3月上海海洋大学学报JOURNAL0FSHANGHAIOCEANUNIVERsITYV01．26．No．2Mar．．2017文章编号：1674-5566(2017)02旬278旬9环型钓钩拉伸实验与ANSYS模拟的对比研究DOI：10．12024／jsou．20160501767刘海阳1’2’3’4，宋利明1’5’6⋯，袁军亭8，马骏驰8，郭根喜2，3’4(1．上海海洋大学海洋科学学院，上海201306；2．中国水产科学研究院南海水产研究所，广东广州510300；3．农业部南海渔业资源开发利用重点实验室，广东广州510300；4．广东省网箱工程技术

2、研究中心，广东广州510300；5．国家远洋渔业工程技术研究中心，上海201306；6．大洋渔业资源可持续开发省部共建教育部重点实验室，上海201306；7．远洋渔业协同创新中心，上海201306；8．上海海洋大学工程学院，上海201306)摘要：为了解金枪鱼延绳钓钓钩的力学性能及验证ANSYs有限元分析方法的准确性，本文对环型钓钩(型号：3．44．5)进行拉伸实验和ANsYs模拟分析，并利用方差分析对其结果进行检验。研究表明：(1)两种方法得出的环型钓钩位移、应变等力学性能无显著性差异(P>0．05)，且最大应变为钩后弯及后侧，最大总位移为钩前弯及后侧，x方向最大位移为

3、钩底及后弯，Y方向最大位移为钩前弯及后侧；(2)拉伸实验拉力为500、800和1200N时，钓钩的应变分别为0．00276、0．00814和0．06994，x方向位移分别为1．8、3．5和7．2mm，Y方向位移分别为一2。4、一4。6和一8．7mm，总位移分别为2．8、5．4和10．6mm；(3)ANsYs模拟与拉伸实验结果之间存在线性关系，拉伸实验得出的总位移、x、Y方向位移和应变分别为ANsYs模拟结果的1．0189、1．0272、1．叭95和1．0883倍。建议今后可利用ANsYs有限元分析方法研究金枪鱼延绳钓钓钩的力学性能。关键词：拉伸实验；ANsYS；环型钓钩；

4、力学性能中图分类号：S973．3文献标志码：A金枪鱼延绳钓作业中，钓钩必须具有足够的刚度与强度⋯。钓钩的形式和尺寸，决定钓钩的渔获性能和上钩率口』。印度学者EDAPPAZHAM等对7种钓钩进行了拉伸实验，观测钓钩机械变形，结果表明钓钩轴径与抗拉强度呈正相关关系13J。马骏驰等针对环型钓钩和圆型钓钩利用ANSYS软件进行有限元分析，研究表明圆型钓钩的强度满足使用要求，可在延绳钓渔业中使用H]。刘海阳等利用万能实验机M1和数字图像相关测量系统(D磷talImageCo玎elation，DIc)点分析方法对环型钓钩和圆型钓钩力学性能进行了测量MJ。仿真模拟技术是科学研究中有效的

5、技术手段之一，仿真模拟可应用到渔具模拟上，用于渔具的设计和优化‘1J。宋利明等建议采用ANSYS软件对金枪鱼类钓钩建立3D模型，分析钓钩受力产生的拉伸、断裂等变形情况⋯。但目前关于金枪鱼类钓钩的仿真模拟、受力分析依然较少。起重机吊钩与钓钩结构具有相似性¨J，可参考ANsYs软件分析起重机吊钩的方法"剖，利用ANsYS有限元分析方法研究金枪鱼延绳钓钓钩力学性能，但是ANsYs有限元分析方法的准确性还有待验证。本文利用万能实验机"1和数字图像相关系统全场分析方法对环型钓钩(型号：3．44．5)进行拉伸实验，测定其位移、应变来检验ANSYs有限元分析方法的有效性，为进一步研究分

6、析钓钩的力学性能提供有效的方法。1材料与方法1．1环型钓钩结构及尺寸参照中国国家标准GB3938—1983‘9

7、、QB／T收稿日期：2叭6-05—27修回日期：2016一07-29基金项目：国家远洋渔业工程技术研究中心开放基金(A-0209—13_0505_4)；国家高技术研究发展计划项目(2012AA092302)；上海市教育委员会科研创新项目(12zzl68)；高等学校博士学科点专项科研基金联合(20113104110004)；海洋经济创新发展区域示范专项(GD2013-DolJ001)；国家自然科学基金(31402349)作者简介：刘海阳(1989～)，男，研究实习

8、员，硕士研究生，研究方向为渔具力学。E_mail：978035094@qq．com通信作者：宋利明，E—mail：Imsong@shou．edu．cnhttp：／／_、-T．shhydxxb．com2期刘海阳，等：环型钓钩拉伸实验与ANsYS模拟的对比研究2792927．1—2007‘10I、SC／T4006—1990㈨及金枪鱼钓钩生产企业术语等，将本文环型钓钩型号命名为3．4_4．5，各部分结构、尺寸‘4，103见图1。其中横向：前侧．尖芒方向，后侧-钩基方向；纵向：下侧一钩底方向，上侧一钩基方向。钩前轴与钩后轴中心线偏角为