钢丝绳的静应力分析
不同捻距对钢丝绳力学性能的影响
有限元仿真分析引起了众多学者的广泛关注。王 桂兰等［６］采用共转坐标系弹塑性有限元法，数值计 算分析了成形过程捻制反扭转系数和捻制方向组 合对 ６×７－ＩＷＳ结构钢丝绳加工应力应变分布的 影响。姜海波 等［７］根 据 有 限 元 结 果 分 析 了 有 无 接 触摩擦对 ６×７－ＩＷＳ结构钢丝绳等效应力和总体 位移分布的影响。李婷等利用 Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ对 １×７ 结构钢丝绳进行静力分析和疲劳分析，得到了钢丝 绳内部应力分布及交变载荷下钢丝绳疲劳寿命云 图。马军等［８］应用有限元进行分析计算，得出了钢 丝绳钢丝沿轴向及在钢丝横截面内的应力分布规 律。鲁信辉等［９］基于 ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ－ＡＮＳＹＳ平台，对 ６×７－ＩＷＳ钢丝绳钢丝不同捻距进行了应力与疲劳 寿命有限元分析。马平等 以 ［１０］ １×７线接触单股钢 丝绳为研究对象，对奇偶捻距侧丝以及多捻距侧丝 与股 芯 进 行 了 应 力 场 分 析。 杜 文 正 等［１１］ 利 用
（１．江苏兴达钢帘线股份有限公司， 江苏 泰州 ２２５７２１； ２．江苏省结构与功能金属复合材料重点实验室， 江苏 泰州 ２２５７２１）
摘要：捻距是钢丝绳结构设计不可或缺的重要参数之一。在设计钢丝绳结构时，为降低试验成本、选出合适的捻 距，以公称直径 ２．１ｍｍ，１×７结构钢丝绳为研究对象，模拟不同捻距钢丝绳在拉伸载荷下的等效应力分布情况。 分析模拟结果发现，随着捻距的增大，等效应力整体呈降低的趋势。同时，结合不同捻距对应的钢丝绳破断拉力变 化趋势，最终选出 １×７结构钢丝绳最佳捻距范围为 ２１～２５ｍｍ。 关键词：钢丝绳；捻距；力学性能；有限元；等效应力 中图分类号：ＴＧ３５６．４＋５ 文献标识码：Ａ
Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌａｙｌｅｎｇｔｈｏｆｗｉｒｅｒｏｐｅｏｎｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
吊绳计算
吊绳计算书依据《建筑施工计算手册》（13.1.1吊绳计算)。
1、白棕绳(麻绳)容许拉力计算:白棕绳的容许应力，可按下式计算:其中:[Fz]──白棕绳(麻绳，下同)的容许拉力(kN)；Fz──白棕绳的破断拉力(kN),取Fz=16.00(kN)； K──白棕绳的安全系数,取K=8.00。
经计算得[Fz]=16.00/8.00=2kN。
2、钢丝绳容许拉力计算:钢丝绳容许拉力可按下式计算:其中:[Fg]──钢丝绳的容许拉力(kN)；Fg──钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN),取Fg=151.50(kN)；──考虑钢丝绳之间荷载不均匀系数，=0.85； K──钢丝绳使用安全系数，取K=5.50；经计算得[Fg]=0.85×151.50/5.50=23.41(kN)。
3、钢丝绳的复合应力计算:钢丝绳在承受拉伸和弯曲时的复合应力按下式计算:其中:──钢丝绳承受拉伸和弯曲的复合应力(N/mm2)；F──钢丝绳承受的综合计算荷载,取F=151.50(kN)； A──钢丝绳钢丝截面面积总和,取A=111.53(mm2)； d0──单根钢丝的直径(mm)，取d0=2(mm)；D──滑轮或卷筒槽底的直径,取D=50(mm)；E0──钢丝绳的弹性模量，取E0=78400.00(N/mm2)。
经计算得=151.50/111.53+2×78400.00/50=3137.36(N/mm2)。
4、钢丝绳的冲击荷载计算:钢丝绳的冲击荷载可按下式计算:其中:Fs──冲击荷载(N)Q──静荷载(N)，取Q=20500.00(N)；E──钢丝绳的弹性模量，取E=78400.00(N/mm2)； A──钢丝绳截面面积，取A=111.53(mm2)；h──落下高度,取h=250(mm)；L──钢丝绳的悬挂长度，取L=5000(mm)。
经计算得=20500×(1+(1+2×78400×111.53×250/20500.00/5000)0.5)=155945.01(N)。
1.4钢丝绳的力学性能参数全解
4、捻制损失及系数
(1)公称捻制损失：钢丝计算破断拉力总和与钢丝绳最小破断拉力之间的差值。
FR F0
(2)实测捻制损失：捻制后钢丝实测破断拉力总和与钢丝绳实测破断拉力之间的差值。
FM FW
它反映了捻制质量的高低和绳结构的合理性。
0.330 0.356
钢丝绳重量系数 Kp/(kg/100m·mm2) 天然纤 合成纤 金属芯 维芯钢 维芯钢 钢丝绳 丝绳 丝绳
0.357 0.344 0.387
0.380 0.371 0.418
(1)百米直线钢丝的重量 q0=0.617 δ2 式中：q0┈百米钢丝的重量（kg） δ┈钢丝的直径（mm）
（2）捻股时，百米股的重量计算。
N
qn
0.617(
2 0
i
Ni
2 i
)
(1-18)
i 1
式中： qn┈捻股时百米股的重量（Kg/100m）； εi┈i种钢丝在股中的捻缩率； δi ┈i种钢丝的直径（mm）； Ni┈i种钢丝的根数。
对于同直径钢丝捻制的股，式(1-18)可变为：
qn
0.617(
2 0
(3)钢丝捻制损失：捻制前、后绳中钢丝实测破断拉力总和之间的差值。
FB FM
FB┈捻制前钢丝实测破断拉力总和
(4)总捻制损失：捻制前钢丝实测破断拉力总和与钢丝绳实测破断拉力之间的差值。
FB FW
(5)公称捻制损失系数：公称捻制损失与钢丝计算破断拉力总和之比值，以百分数表示。
FR F0 100% FR
可从表1-2查得。
2、钢丝绳的临界长度
钢丝绳有自重，钢丝绳在垂直悬挂时，当长度达到一 定数值时，绳在自身重量作用下，便会产生断裂，钢丝 绳断裂的最小长度称为临界长度。
1.4钢丝绳的力学性能参数全解
钢丝绳的结构 点接触绳>线接触绳
钢丝原始强度的均匀性 各根钢丝强度一致性越差
钢丝绳的捻制质量 钢丝绳的捻角越大，钢丝扭转、弯曲变形越大
5、钢丝绳的疲劳强度
钢丝绳的疲劳强度是指钢丝绳在周期性的交变应力作用下，抵抗破坏 的能力。一般用反复弯曲到钢丝破断一定数量时的弯曲次数N来表示。
1
N
2)
（1-19）
式中： δ0 ┈中心钢丝的直径（mm）； δ ┈其余相同钢丝的直径（mm）； ε1┈钢丝在股中的捻缩率；
N┈中心钢丝之外的其余钢丝的根数。
（3）百米钢丝绳的重量
现场常用每100米公斤数表示绳重，计算方法为：
Q=Kp·D2 （1-20）
式中： Q┈钢丝绳单位长度的参考重量，单位为：Kg/100m D┈钢丝绳的公称直径，单位为：mm Kp┈充分涂油的某一结构钢丝绳单位长度的重量系数, 单 位为：Kg/100m·mm2
3、钢丝绳钢丝破断拉力总和
(1)钢丝计算破断拉力总和FR
N
FR 0si / 1000 i 1
(KN )
式中：Si ┈ 每种钢丝的断面积mm2 σ0 ┈ 每种钢丝的公称抗拉强度N/mm2
N ┈ 钢丝总数
(2)钢丝实测破断拉力总和FM
N
FM isi / 1000 i 1
(KN )
式中：Si ┈ 每种钢丝的实测断面积mm2
直径：3mm 直径：2.2mm 直径：2.8mm
6×19W+NF
序号 钢丝绳结构类 别
破断拉力换算系 数K′
纤维芯 金属芯 钢丝绳 钢丝绳
1 6×7 6×9W
2 6×19S 6×19W 6×25Fi 6×26SW 6×31SW 6×36SW 6×41SW 6×49SW 6×55SW
钢丝绳按所受最大工作静拉力计算选用
钢丝绳按所受最大工作静拉力计算选用，要满足承载能力和寿命要求。
1．钢丝绳承载能力的计算钢丝绳承载能力的计算有两种方法，可根据具体情况选择其中一种。
（1）公式法（ISO推荐）：式中:d--钢丝绳最小直径，mm；S--钢丝绳最大工作静拉力；c--选择系数，mm/ ；n--安全系数，根据工作机构的工作级别确定；k--钢丝绳捻制折减系数；ω--钢丝绳充满系数；--钢丝的公称抗拉强度，N/mm2。
（2）安全系数法F0≥Sn∑F0=k∑S丝式中:FO--所选钢丝绳的破断拉力，N；S--钢丝绳最大工作静拉力；n--安全系数，根据工作机构的工作级别确定（见表6－3和表6－4）；k--钢丝绳捻制折减系数；∑S丝--钢丝破断拉力总和，根据钢丝绳的机构查钢丝绳性能手册。
机构工作级别M1，M2，M3 M4 M5 M6 M7 M8安全系数（n） 4 4.5 5 6 7 9表6－3 工作机构用钢丝绳的安全系数用途支承动臂起重机械自身安装缆风绳吊挂和捆绑安全系数（n） 4 2.5 3.5 6表6－4 其他用途钢丝绳的安全系数注:对于吊运危险物品的起升用钢丝绳一般应选用比设计工作级别高一级别的安全系数2．钢丝绳的寿命钢丝绳的使用寿命总是随着配套使用的滑轮和卷筒的卷绕直径的减小而降低的，所以，必须对影响其寿命的钢丝绳卷绕直径（即按钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒的卷绕直径）作出限制，不得低于设计规范规定的值，即：D0min≥hd式中:D0min--按钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒允许的最小卷绕直径，mm；d--钢丝绳直径，mm；h--滑轮或卷筒直径与钢丝绳直径的比值（见表6-5）。
机构工作级别M1,M2,M3 M4 M5 M6 M7 M8卷筒h1 14 16 18 20 22.4 25滑轮h2 16 18 20 22.4 25 28表6－5滑轮或卷筒的h值注:l 采用不旋转钢丝绳时，应按机构工作级别取高一档的数值。
2 对于流动式起重机，可不考虑工作级别，取h1＝16，h2=18。
起重机械(行车)常见故障分析与预防措施
起重机械(行车)常见故障分析与预防措施1钢丝绳（1）故障分析钢丝绳在运行过程中，每根钢丝绳的受力情况非常复杂，因各钢丝在绳中的位置不同，有的在外层，有的在内层。
即使受最简单的拉伸力，每根钢丝绳之间受力分布也不同，此外钢丝绳绕过卷简、滑轮时产生弯曲应力、钢丝与钢丝之间的挤压力等，因此精确计算其受力比较困难，一般采用静力计算法。
钢丝绳中的最大静拉力应满足下式要求：Pmax≤Pd/n 式中：Pmax——钢丝绳作业时可以承受的最大静应力；Pd——钢丝绳的破断应力；n——安全系数。
Pmax=（Q+q）/（aη）。
式中：Q——起重机的额定起重量；q——吊钩组重量；a——滑轮组承载的绳分支总数；η——滑轮组的总效率。
钢丝绳最大允许工作拉力的计算式为：P=Pd/n，式中：P——钢丝绳作业时额定的最大静应力P≥Pmax是安全的。
由此可知，钢丝绳破断的主要原因是超载，同时还与在滑轮、卷筒的穿绕次数有关，每穿绕一次钢丝绳就产生由直变曲再由曲变直的过程，穿绕次数越多就易损坏、破断；其次钢丝绳的破断与绕过滑轮、卷筒的直径、工作环境、工作类型、保养情况有关。
（2）预防措施a 起重机在作业运行过程中起重量不要超过额定起重量。
b起重机的钢丝绳要根据工作类型及环境选择适合的钢丝绳。
c 对钢丝绳要进行定期的润滑（根据工作环境确定润滑周期）。
d在高温及有腐蚀介质的环境里的钢丝绳须有隔离装置。
2卷筒及钢丝绳压板（1）故障分析卷筒是起重机重要的受力部件，在使用过程中会出现筒壁减薄、孔洞及断裂故障。
造成这些故障的原因是卷筒和钢丝绳接触相互挤压和摩擦。
当卷筒减薄到一定的程度时，因承受不住钢丝绳施加的压力而断裂。
（2）预防措施为防止卷筒这种机械事故的发生，按照国家标准，卷筒的筒壁磨损达到原来的20%或出现裂纹时应及时进行更换。
同时要注意操作环境卫生和对卷筒、钢丝绳的润滑。
3吊钩吊钩是桥式起重机用的最多的取物装置，它承担着吊运的全部载荷，在使用过程中，吊钩一旦损坏断裂易造成重大事故。
钢丝绳三维有限元建模及静态拉伸应力状态分析
《装备制造技术》2021年第3期钢丝绳三维有限元建模及静态拉伸应力状态分析孙玉月，丁铭蔚，孙敏锐，赵娟，孙杰(常州工学院，江苏常州213022)摘要：钢丝绳由多根高强度钢丝捻制而成，具有强度高、柔性好、承栽力强等特点，在矿山、码头、交通等领域得到了广泛 的应用、根据钢丝绳的几何结构特点，建立了7X7交互捻的钢丝绳三维有限元模型，并分析了钢丝直径、中心股捻距、外层 股捻距和整绳捻距对钢丝绳周期性的影响。
采用ANSYS进行优化参数的有限元模型进行静态拉伸栽荷下的应力-应变曲线和各钢丝的应力状态分析,并分析了第一强度理论和第三强度理论的适用性。
建立的钢丝绳三维有限元模型及应力状 态分析与静态拉伸试验结果吻合良好，表明了建立的钢丝绳三维有限建模的有效性,具有重要的工程意义和实用价值。
关键词：钢丝绳；有限元建模;静态拉伸；应力状态中图分类号:TG356.4 文献标识码:A 0引言钢丝绳由于柔性好、高强度、传递距离长等特 点，在国民经济各领域得到了广泛的应用。
随着科学 技术的发展，对钢丝绳的性能提出了更要的要求，其 钢丝强度由普通强度向高强度、超高强度和极高强 度方向发展。
钢丝绳的结构形式比较复杂,是由一定数量、一层或多层的股绕成螺旋状。
钢丝绳的螺旋状结构使 其具有很大的灵活性，是立项的承受拉伸载荷的工 程结构件，还可改变载荷的传递方向。
在钢丝绳的设 计中，一般主要考虑安全系数后的钢丝绳破断拉力、反复弯曲疲劳性能、耐腐蚀性能等，大部分因素的影 响都依赖于试验研究，需要花费大量的经费和时间。
由于钢丝绳的螺旋状结构，当钢丝绳收到外载作用 时，钢丝中除产生拉应力和接触应力外，还要产生弯 曲应力和因扭转造成的剪应力。
各钢丝在径向压力 和轴向拉力作用下还会产生摩擦力，各钢丝中应力 状态不仅依赖于几何和螺旋线的构成，而且还依赖 其在整绳中的位置。
因此，钢丝绳内部钢丝的应力状 态分析是钢丝绳设计的主要依据，也是提高钢丝绳 性能的技术经济性发展方向。
起重钢丝绳的安全系数
起重钢丝绳的安全系数合理正确地选择吊车钢丝绳安全系数，是选择和计算钢丝绳的重要前提。
它必须在保证可靠的基础上，符合节约的原则。
在选择安全系数时，应考虑如下因素：1.在吊装设备时常有冲击和振动的现象。
如对吊有设备的钢丝绳突然停车和起动，动载荷比静载荷大几倍。
细心地起重机司机总是在吊装设备之前，首先缓慢地将钢丝绳收紧，使钢丝绳的张力接近于吊重的重量，这样可以大大减低动载荷。
吊重在空中突然卸载，对于某些起重机影响也很大。
如果系物绳突然断折，吊重突然坠落，就有可能引起某些起重机向后倾翻的严重事故。
利用起重机进行翻转零件时，起重机、钢丝绳受到的冲击载荷也较大，对钢丝绳有很大的破坏作用。
钢丝绳在使用过程中磨损、锈蚀、被绳卡损伤等都将影响它的速度。
2.钢丝绳在使用过程中出现拉伸、挤压、弯曲、疲劳等复杂的应力状态，每根钢丝绳的受力都不一样，这样不均匀的受力难以正确计算。
安全系数与牵引性质、操作方法和滑轮与卷筒的直径对绳直径比值的大小等有关。
吊车钢丝绳的安全使用很重要。
起重机用钢丝绳是由高强度碳素钢丝制成的。
每一根钢丝绳由若干根钢丝分股和植物纤维芯捻成粗细一致的绳索。
它具有断面相等强度高、耐磨损、弹性大、在高速运转时运转平稳、没有噪声、自重轻、工作可靠、成本较低等优点，是起重机的重要零件之一。
钢丝绳的主要缺点是不易弯曲。
使用时，要增大卷筒和滑轮的直径，因而相应地增加了起升机构的尺寸和重量。
钢丝绳的钢丝要求有很高的强度与韧性，通常由碳的质量分数为0. 5％-0.8％的优质碳素钢制成；硫、磷的质量分数都不许大于0.035％。
优质钢锭通过热轧制成直径约为φ6mm的圆钢，通常称为盘圆；然后经过多次的冷拔工艺，将直径减到所要求的尺寸（通常为0.5-3m m）。
在拔丝过程中还经过若干次热处理。
热处理及冷拔过程中的变形强化使钢丝达到了很高的强度，通常约为1400-2000Mpa（Q235A 钢的强度只有380Mpa）。
钢丝的质量根据韧性的高低，即耐弯折次数的多少，分为三级：特级、Ⅰ级、Ⅱ级。
从曳引式电梯起重钢丝绳的受力分析谈检测和维护
《装备制造技术》202丨年第2期从曳引式电梯起重钢丝绳的受力分析谈检测和维护郑胥侠(江苏省特种设备安全监督检验研究院无锡分院，江苏无锡214000)摘要：通过对曳引式电梯起重钢丝绳的受力分析，找出钢丝绳的质量与性能对电梯的安全性具有直接影响的关系，得 出论证了多种检测技术的效果，提出相应的维护方法，为企业更加安全的使用起重钢丝绳提供了可行性方案3关键词：起重钢丝绳；受力分析;检测；维护中图分类号:TU857 文献标识码:A文章编号：1672-545X(2021 )02-0233-03在曳引式电梯结构中比较重要的是起重钢丝绳，由多层钢丝抢成股，再以绳芯为中心，由一■定数量股捻绕成螺旋状，具有强度高、自重轻、工作平稳 的特点，但钢丝绳在使用过程中会发生疲劳、锈蚀、磨损甚至出现骤断现象，直接对人们的生命财产安 全构成威胁，因此研究起重钢丝绳的受力特点和受 力状态，通过检测手段准确的找出破损点和破损程 度，同时做好钢丝绳的使用维护，可以从防患于未然 的角度出发很好地解决上述问题。
1曳引式电梯起重钢丝绳的力学研究图1所示为电梯的曳引机传动系统图，通过对 图1中钢丝绳曳引系统进行力学模型构建，得出图2 所示的结构简图。
1.电动机2.制动器3.减速器4.曳引机5.导向轮6.绳头组合7.轿厢8.对重图1电梯曳引机传动系统引轮3C轿厢图2力学模型简图从中可以得出曳引钢丝绳的受力特点如下：(1) 拉应力。
钢丝绳会受到拉应力的作用(P/A O x心式中,F为钢丝绳的受力;P表示载荷重量，/V表示起吊轿厢的钢丝绳数量是一个和钢丝绳夹角相关的系数。
(2) 弯曲应力。
钢丝绳绕过曳引轮槽时，钢丝绳 内部的钢丝产生弯曲应力，由于同时也受到拉引力，在交变载荷的影响下，钢丝绳中的钢丝出现外引力引发的疲劳破坏，随着疲劳力度的增加，如果没有及时发现破坏点和破损程度，在抗拉强度被破坏之前更换钢丝绳，会导致断丝。
(3) 挤压应力。
钢丝绳受载荷拉力后，会挤压曳 引轮产生应力，同时由于钢丝绳内部的缠绕结构，加剧了挤压应力的作用，多重挤压应力作用下，加剧了钢丝绳的磨损,缩短了钢丝绳的使用周期。
【标准】GBT59722006起重用钢丝绳检验和报废实用规范(1)
GBT5972-2006起重用钢丝绳检验和报废实用规范本标准等效采用国际标准ISO 4309—1981《起重机械用钢丝绳检验和报废实用规范》。
1 引言1．1 起重机械中的钢丝绳应视为一种易损件。
当检验表明其强度已降低到继续使用有危险时即应报废。
1．2 钢丝绳的工作寿命是随起重机械的特性和工作条件以及用途而变化的。
凡是要求钢丝绳寿命长的地方，都是采用较大的安全系数和弯曲比（卷筒或滑轮直径比钢丝绳直径）。
然而，在设计要求轻巧和紧凑的场合，如果许可较少的工作循环次数，那么，这些数值可以降低。
设计选择应符合GB 3811—83《起重机设计规范》。
1．3 在所有情况下，要能在正确操作的起重机械上安全地搬运货物，对钢线绳还应加强检验并作好记录，保证其信息返回，以便适时更换。
1．4 某些起重机械的作业条件使钢丝绳特别容易受到意外的损伤，因而在最初选用钢丝绳时就应考虑这一因素。
在此情况下对钢丝绳的检验必须特别仔细，一旦发现钢丝绳的损坏达到了危险程度应立即更换。
1．5 在所有使用条件下，有关断丝、磨损、腐蚀和变形等的报废标准均可直接采用，本标准已考虑了这些不同的因素，其意图是给从事起重机械的维护和检验的主管人员作指导。
1．6 本标准适用于附录A（补充件）所列的各种起重机械用钢丝绳并规定其报废标准，其目的是使起重机械的钢丝绳在未报废之前搬运货物时留有足够的安全系数。
不及时发现钢丝绳已达到报废标准是危险的。
1．7 本标准详述了进行检验起重机械用钢丝绳的基本导则，并列举了为确保机械有效与安全使用应采用的钢丝绳报废标准。
2 钢丝绳2．1 安装前的状况用户应保证钢丝绳状况符合本标准的规定。
新更换的钢丝绳一般应与原安装的钢丝绳同类型、同规格。
如采用不同类型的钢丝绳，用户应保证新钢丝绳不低于原选钢丝绳的性能，并与卷筒和滑轮上的槽形相适应。
如机械所需的钢丝绳系由较长的绳上切下，应在切断的两端进行处理，以防切断处引起钢丝绳的松散。
钢丝绳模型的生成和分析的新方法.doc
机械科学27，497-507（1985）
9。velinsky，S.A.公司：在钢丝绳的设计。ASME的交易，杂志
力学，变速箱，111，382-388设计自动M：一个简洁的有限元模型，简单的直钢丝绳股。诠释。-机械科学41，143-161（1999）
3结论
由于其复杂的几何嵌套螺旋线在IWRC需要特殊处理而实体建模。本文IWRC是仿照考虑到IWRC的外链，内外部嵌套螺旋线的复杂性。这个问题使电线上线基地获得的结果。一个由线分析线IWRC已被模拟和分析。第一线所有线建模程序使用嵌套的螺旋结构IWRC电子已被描述。然后有限元分析，构造与给定的边界条件。一个IWRC的轴向载荷的例子进行了分析。理论和有限元分析，显示出良好的协议。线，由线分析
工程机械部103（EM6）103，1011至1022年（1977年）
3。科斯特洛，G.A.：钢丝绳的理论。斯普林格，海德堡（1990）
4。科斯特洛，菲利普斯，JW，GA：内部钢丝绳芯钢丝绳的分析。
ASME52，510-516（1985）
5。jolicoeur，C，Cardou，答：目前的数学模型的数值比较
预测轴向静力响应，西尔IWRC分析[7] - [8]。一个设计多铺设钢绞线的方法进行了研究[9]。它们之间的IWRC分析[4]代表与良好的相关性显着在文献中已有的实验结果。B. Murgante et al. (Eds.):2011年，第四部分，LNCS6785，103-111页，2011 ICCSA。施普林格出版社2011柏林海德堡
最近建模的双螺旋线的困难进行了研究[14]。一些所提到的建模方案，解决遇到的建模问题erdönmez和：İmrak。IWRC一个分析，包括塑性变形[15]。提到生成的实体模型的鲁棒性。
钢丝绳拉伸曲线
钢丝绳拉伸曲线⼀、引⾔钢丝绳，作为⼀种在各种⼯程和⽇常⽣活中⼴泛使⽤的材料，其拉伸特性对于保证设备和⼯程的安全⾄关重要。
拉伸曲线，作为钢丝绳⼒学性能的重要表现形式，能够清晰地描绘出钢丝绳在不同拉伸⼒下的形变情况。
深⼊了解钢丝绳的拉伸曲线，有助于我们更好地掌握其⼒学性能，为实际应⽤提供有⼒⽀持。
⼆、钢丝绳的拉伸特性钢丝绳由多根钢丝拧合⽽成，其拉伸特性受到多种因素的影响，包括钢丝的材料、直径、捻距、表⾯涂层等。
在拉伸过程中，钢丝绳的⾏为表现复杂，其应⼒-应变曲线呈现出⾮线性特征。
在低应变区域，钢丝绳的应⼒与应变关系⼤致呈线性关系，⽽在⾼应变区域，由于钢丝之间的摩擦和相互作⽤，应⼒与应变的关系会显著增加。
三、拉伸曲线的测试与分析钢丝绳拉伸曲线的测试⽅法主要有静态拉伸和动态拉伸两种。
静态拉伸是在恒定的速度下逐渐增加拉伸⼒，直到钢丝绳断裂；⽽动态拉伸则是在振动或循环加载的条件下进⾏。
通过对拉伸曲线的分析，可以获取钢丝绳的弹性模量、屈服强度、极限强度和延伸率等关键⼒学参数。
这些参数对于评估钢丝绳在实际应⽤中的安全性能⾄关重要。
四、应⽤与发展钢丝绳的拉伸曲线在多个领域具有⼴泛的应⽤价值。
在建筑⾏业，通过对⽐不同类型钢丝绳的拉伸曲线，可以选择适合特定建筑结构和⼯程要求的钢丝绳，以保证施⼯安全；在交通运输领域，钢丝绳作为重要零部件⼴泛应⽤于各种缆⻋、索道等设备中，对其安全性能要求极⾼，通过拉伸曲线分析可以精确评估其承载能⼒；在采矿⾏业，深井提升系统中的钢丝绳安全性要求更加严格，拉伸曲线的分析可以为提升系统的设计提供重要依据。
随着科技的进步和材料科学的发展，新型钢丝绳材料不断涌现。
为了更好地满⾜各种复杂环境和⼯况的需求，需要不断深⼊研究新型钢丝绳的拉伸曲线特性。
这不仅有助于推动相关领域的技术进步，⽽且能够提⾼设备和⼯程的安全性能。
此外，对于现有钢丝绳材料的改进和新材料的研发，拉伸曲线的分析也发挥着重要作⽤。
通过优化材料成分、改变制造⼯艺等⽅法，可以改善钢丝绳的性能并延⻓其使⽤寿命。
浅谈矿用钢丝绳的选用、检查与维护
当代化工研究Modem Chemical Research32综述与专论2021・06浅谈矿用钢丝绳的选用、检查与维护*郝晋华(山西科林矿山检测技术有限责任公司山西045000)摘耍：现代化煤矿的安全生产离不开大型提升设备.提升设备担负着提升人员和设备的重要任务，有的矿井还用来运输煤炭.而这些提升设备都离不开其重要的组成部分一矿用钢丝绳.由于煤矿环境较差条件复杂，如何正确地选用和合理地保养钢丝绳是非常重要的.本文根据多年餉工作经验提出了矿用钢丝绳的选用、检查及其保养的基本方法，并通过实例加以佐证.关键词：矿用钢丝绳；提升；安全中国分类•号：TD532文献标识码：ASelection,Inspection and Maintenance of Mine Wire RopeHao Jinhua(Shanxi Kelin Mine Detection Technology Co.,Ltd.,Shanxi,045000)Abstract:The safety production of m odem coal mine is inseparable from large lifting equipment.Lifting equipment is responsible for the important task of l ifting p ersonnel and equipment,and some mines are also used to transport coal.And these lifting equipment are inseparable f rom its important component-mining wire rope.Due to the p oor environment and complex conditions of c oal mine,it is very important to select and maintain yvire rope correctly.Based on years of w orking experience,this p aper p uts f orward the basic methods ofselection,inspection and maintenance of m ine yvire rope,and p roves them by examples.Key words:mining wire rope；liftings safety引言提升钢丝绳是矿井提升设备的一个重要承载部件，在提升过程中，钢丝绳除了受到静张力外，其内部还受弯曲、扭转接触挤压等应力的影响，尤其在立井摩擦式提升中，扭转疲劳对钢丝绳的影响及钢丝绳弹性伸长对运行的影响的尤为突出，这不仅关系到钢丝绳的使用寿命和提升效率，更关系到矿井的安全生产和经济运行，具有重要的作用，因此在生产中受到特别重视。
钢丝绳断绳原因及预防措施
钢丝绳断绳原因及预防措施矿井提升断绳事故分析及预防提升钢丝绳是煤矿提升运输系统的一个重要组成部分，因此，《煤矿安全规程》（以下简称《规程》）对矿井提升钢丝绳有专门规定。
近年来，尽管各矿按照《规程》的要求加强了提升钢丝绳的检查和保养，但是，每年仍然有断绳事故发生。
1 断绳的类型（1）松绳断绳。
由于煤仓满仓或其它原因造成容器在卸载位置被卡住而继续下放容器，引起松绳，待卡容器原因消失后，容器自由落体迅速下降而冲击钢丝绳导致断绳。
（2）过卷断绳。
提升容器在减速阶段不能按规定进行减速，而是以全速运行冲击、碰撞防梁，导致钢丝绳断裂。
（3）钢丝绳强度降低引起断绳。
矿井淋水的酸碱度大，锈蚀严重，加之磨损严重并有断丝现象，导致钢丝绳强度降低。
紧急停车时，由于冲击力大于钢丝绳的强度而造成断绳。
（4）平衡尾绳断裂。
在多绳提升系统中，发生断平衡尾绳事故。
2 断绳的原因影响钢丝绳断裂的主要因素如下：（1）锈蚀。
钢丝绳受淋水、潮湿和酸性气体、杂散电流等作用，会出现应力集中，产生疲劳，金属变脆，钢丝绳抗拉强度和抗冲击强度降低。
锈蚀是造成平衡尾绳断裂的主要原因，也是提升钢丝绳报废的重要原因。
（2）磨损。
缠绕式绞车在多层缠绕时，在变层跨圈处产生对钢丝绳的挤压，称为“跨圈现象”，这种现象使钢丝绳既有横向滑动，又有纵向滑动，造成钢丝绳滑动段的剧烈磨损。
斜井提升由于地轮不转或转动不灵活，造成钢丝绳磨损过快。
（3）疲劳。
长时间的反复弯曲，使钢丝绳疲劳，强度降低。
实践证明，反复弯曲对钢丝寿命影响较大。
所以单纯缠绕式提升机，下绕绳比上绕绳使用寿命要短。
主井每天提升次数远多于副井，因此，提升钢丝绳弯曲次数多，易疲劳，这也是主井提升钢丝绳寿命明显低于副井的重要原因。
（4）冲击和振动。
提升钢丝绳在使用中经常承受各种冲击和振动，主要有以下几种：①松绳引起的冲击。
松绳后，提升容器又自动下落，钢丝绳往往要遭受过大的冲击力。
松绳长度越长，绳端载荷越大，则钢丝绳所受的冲击力也就越大。
曳引钢丝绳张力要求和检查方法
曳引钢丝绳张力要求和检查方法曳引钢丝绳张力要求和检查方法如下：一、曳引钢丝绳张力要求1. 曳引钢丝绳在使用过程中应避免受力过大和老化等问题，因此需要进行定期检验，以确保安全使用。
2. 曳引钢丝绳的张力应保持在一个适当的范围内，以避免电梯运行过程中出现异常的振动和噪音，同时防止曳引钢丝绳过度磨损和断裂。
二、曳引钢丝绳张力检查方法1. 电子秤测量法：（1）将曳引钢丝绳悬挂在秤上，并将秤置于平整的地面上。
（2）拉直钢丝绳并将秤清零。
（3）将曳引钢丝绳向上拉伸，直到张力达到需要测量的数值。
此时，电子秤上显示的数字即为曳引钢丝绳的张力值。
2. 拉力计测量法：（1）将拉力计插入曳引钢丝绳的一端，并将另一端固定在钩子上。
（2）将拉力计的刻度盘归零，并开始向上拉伸曳引钢丝绳。
（3）读取拉力计刻度盘上的数值即可，这就是曳引钢丝绳的张力值。
3. 手动检测方法：（1）将电梯停靠在离地面较高的楼层。
（2）用切尺或钢尺测量曳引钢丝绳的水平长度，并记录下来。
（3）让电梯往下运行，同时记录曳引钢丝绳的下垂量。
（4）根据测量结果计算曳引钢丝绳的张力。
张力的计算公式为：T=mg+ma，其中T表示张力，m表示质量，g表示重力加速度，a表示加速度。
（5）如果计算结果与标准值不一致，则需要进行进一步的检查和调整。
需要注意的是，手动检测需要专业人员的操作，且需要在人员安全的情况下进行。
总的来说，曳引钢丝绳的张力需要定期进行检查和调整，以确保电梯的正常运行和安全使用。
以上是几种常见的检查方法，实际操作中可根据具体情况选择最适合的方法。
钢丝绳的试验与检查维护范文（二篇）
钢丝绳的试验与检查维护范文钢丝绳是一种常用的工业材料，在吊装、牵引、固定等方面具有广泛的应用。
为了保证钢丝绳的安全可靠运行，进行试验和定期检查维护是必不可少的。
本文将介绍钢丝绳试验与检查维护的主要内容，包括静荷载试验、破断试验、外观检查及润滑维护等方面。
首先，钢丝绳的试验是确保其强度和可靠性的重要手段之一。
静荷载试验是常见的试验方法，通过对钢丝绳进行逐级递增的荷载应力测试，以判断其承载能力。
试验过程中要注意保护人员安全，确保试验设备完好，荷载过程应缓慢、均匀进行，记录和监测钢丝绳的应变和变形情况，及时停止试验并评估结果。
此外，破断试验也是评估钢丝绳强度和品质的重要手段，可以通过施加极大荷载直至钢丝绳断裂，评估其最大承载能力和断裂特性。
破断试验需在合适的试验场地和设备下进行，并由专业人员操作，确保试验的准确性和安全性。
其次，外观检查是钢丝绳日常维护中的重要环节。
外观检查主要包括以下内容：检查钢丝绳表面是否有明显的划痕、腐蚀、变形等损伤，观察钢丝绳弯曲处是否有过度磨损或者断裂，检查吊钩、吊环、环绳等连接部件是否完好，主要检查点焊点是否松动或开裂，检查钢丝绳的尺寸是否满足要求。
检查时需仔细观察并记录异常情况，如发现异常情况应及时报修或更换。
另外，润滑维护也是钢丝绳维护中的重要环节。
润滑能够减少钢丝绳的摩擦和磨损，提高其使用寿命和工作效率。
润滑维护包括以下内容：首先，选用适合的润滑剂，根据环境条件和使用要求选择合适的润滑剂类型和品牌；其次，确定润滑剂的使用方法，包括喷涂、浸涂、涂抹等方式。
在润滑过程中要确保润滑剂均匀覆盖钢丝绳表面，避免润滑剂过量或者不足。
润滑维护的时机主要根据使用频率和使用环境而定，一般建议每隔一段时间进行润滑，并根据实际情况灵活调整。
总之，钢丝绳的试验与检查维护是确保其安全可靠运行的重要措施。
通过静荷载试验和破断试验，可以评估钢丝绳的承载能力和强度；通过外观检查，可以及时发现钢丝绳的损伤和异常情况；通过润滑维护，可以减少钢丝绳的磨损和摩擦。
钢丝绳拉力检测方法
钢丝绳拉力检测是为了确保钢丝绳的安全使用和预防断裂等意外情况的发生。
以下是常用的钢丝绳拉力检测方法：
静载试验：静载试验是一种常见的钢丝绳拉力检测方法。
该方法通过施加静态负荷来测试钢丝绳的强度和承载能力。
静载试验可以使用专门的试验设备或重型起重设备进行，确保负荷均匀施加，并根据标准规定的要求进行加载和测量。
动载试验：动载试验是通过在钢丝绳上施加动态载荷来检测其拉力。
这种方法常用于对钢丝绳的疲劳性能和耐久性进行评估。
动载试验可以通过使用机械设备或模拟实际工作条件进行，以模拟钢丝绳在实际使用中的应力和负荷情况。
非破坏性检测：非破坏性检测方法可以用来评估钢丝绳的拉力，而无需破坏绳索。
常见的非破坏性检测方法包括超声波检测、磁粉检测和涡流检测等。
这些方法可以检测钢丝绳内部的缺陷、磨损和应力分布情况，从而评估其拉力和结构完整性。
在进行钢丝绳拉力检测时，需要严格按照相关的标准和规范进行操作，并使用合适的设备和工具。
检测结果应进行准确记录和分析，以便评估钢丝绳的安全性和可用性，并采取相应的措施进行维护和修理。
同时，定期进行钢丝绳的拉力检测，以确保其在使用过程中的稳定性和安全性。
钢丝绳工作原理
钢丝绳工作原理
钢丝绳是一种由多股金属丝组成的绳索，其工作原理基于牛顿第三定律和张力的原理。
当有外力作用在钢丝绳上时，它会受到张力的作用而保持稳定。
根据牛顿第三定律，物体之间的相互作用力大小相等、方向相反。
钢丝绳中的金属丝之间产生的内部张力力量会传递给外界，使得整个钢丝绳保持平衡状态。
当钢丝绳承受拉力时，内部的金属丝会紧密接触，通过相互摩擦产生摩擦力，进而抵抗外力的作用。
这种摩擦力使得钢丝绳能够承受较大的拉力和重量。
此外，钢丝绳还具有高强度和耐磨损的特点。
其内部金属丝之间的紧密接触提供了高密度的力量传递路径，使得钢丝绳能够抵抗外力的拉伸、压缩和弯曲等形式。
而且，金属丝的材料通常采用高强度和耐腐蚀的金属，使得钢丝绳能够在恶劣环境中工作。
总的来说，钢丝绳的工作原理是通过内部金属丝之间的摩擦力和张力，使得钢丝绳能够稳定承受外力，具备高强度和耐磨损的特性。
这使得钢丝绳在吊装、索道运输、制动系统等领域得到广泛应用。
材料力学动载荷和交变应力第1节 惯性力问题
100
3
s 1
60 106 7.85 10
3
m/s
87.4 m/s
由线速度与角速度关系
v
R
2n
60
R
2n
60
(D
d) 2
/
2
则极限转速为
n
120v (D d
)
120 87.4 3.14 (1.8 1.4)
r/min
1044 r/min
图，与飞轮相比，轴的质量可以忽略不计。轴的另一
端 A 装有刹车离合器。飞轮的转速为 n 100r/min ，
转动惯量为 J x 600 kg/m2，轴的直径 d 80mm。刹车
时使轴在 10 秒内按均匀减速停止转动。求轴内的最大
动应力。 解：飞轮与轴的角速度
y 制动离合器
0
2n
60
• Kd — 动荷系数：表示构件在动载荷作用下其内力 和应力为静载荷作用 Fst 下的内力和应力的倍数。
说明
Fst mg Axg
1） x
Fst
Fd
危险截面在钢 丝绳的最上端
d max
Kd st max
Kd
(
mg A
gxmax )
2）校核钢丝绳的强度条件 d max Kd st max [ ]
16
例11-4 钢质飞轮匀角速转动如图所示，轮缘外径
D 1.8 m，内径 d 1.4 m ，材料密度 7.85 103 kg/m3。 要求轮缘内的应力不得超过许用应力 [ ] 60 Mpa ，轮
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１ 提升钢 丝 绳 的受力情 况殛产 生
提 升 钢 丝 绳 在提 升 过程 中受 菁 静 应力 和动 应力 的作 用 ， 受 力 是 相 当 其 复杂的， 主要 有 Ｅ 下 几 种 ： ‘ （ ） 应 力 。由于 终 端 载 荷 （ 括煤 重 器 白 重 ． 重 ） 作 用 而产 生 。 １静 包 容 绳 的 （） 曲应 力 。提 升 钢 丝 绳 在工 作 时 一 对天 轮 并 缠 绕 在 蒗 简 上 因 受 弯 ２弯 绕
啦 瞢 日期 ：０ ２ １ ８ ２ ０ —０ —０
钢丝 绳 的 静应 力 分析
王 海 潮
摘 要 ： 提 升钢 丝 绳 的 受 力 情 况 八 手 ， 钢 丝 绳静 应 力 做 了较 详 如 的 分 析 ， 从 对 指
出钢 丝 绳在 悬垂 段 与天 轮 切 ． 最处为 最 大 受力 ． 点。
０ ２ ０ ． ３ Ｏ ０
图 ２ 微小分离体应力分析图
２２ 铙天 转 氍 （ Ｃ 弧 段） Ｂ
图 ３ Ｂ 段 的应力分析图 Ｃ
（） 应 力 。在 投 有 韧 始 速 度 ， 钢 丝 绳 缚 端 实 加 载 荷 时 产 生 动 应 力 － ５动 向 如 向 罐笼 中推 ＾ 矿 车 ； 初 始 速 度 突 端 加 载 荷 于 钢 丝绳 终 端 时 而产 生 ｔ 有 如 卡 罐 和 紧 急 制 动 对 、 速 运 行 时 ， 丝 绳 中 也 产 生动 应 力 ； 窖器 置 于 罐 座 加 钢 当 上 ， 钢 丝绳 松 弛时 ， 而 开始 提 升 要 产 生 动应 力 ； 井 阻力 也 能 引起 动 应 力 。 矿 此 外 ， 有 接触 应 力 压 应 力 等 。 还 挤
力 在 垂 直方 向投 影 ：Ｎ —Ｓ×ｓｎ ｄ ｉ 卞（ ＋ｄ ｓ ｓ）ｉ ｎ ．
２ 钢 丝 绳 的 静 应 力 分 析
提 升 钢丝 绳 绕 过 天 靶 蓟蒗 筒 上 ， 可把 提升 钢 丝 绳 分 为 ４段 进 行 受 力 分
由 ｄ 小可 ｓ譬＝ ｃ字＝ 则 于口 ．视． 譬 ｏ １ 极 ｎ ｓ
ｒｍｘ ０．
则有 一０ ， 一 定积分 有：０ ｄ ＇ 。 ｄ ， ０ 一Ｇ —Ｐ ， Ｊ Ｇ 一Ｊｐ ｒ 即：… ＇ Ｑ Ｌ 不定积分
图 ４ 天轮转动应力 分折图
第 一 作者 简 介 ： 悔 赢 ， ，９ ７年 生 ， 徽 省 ＾ ． ９ ０年 毕 韭 于太 原 理 工 大 学 ， 程 师 ， 西 矿 业 集 团 公 司 设 备 惨 建 有 限责 任 公 司 ， 西 省 舟 休 市 王 男 １６ 安 １９ 工 汾 山
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２０ 年 ０２
第１ 卷 ２
第２期
文 章编 号 ｝ ０ ５ ６ ３ （ ０ ２ ０ —０ ８ —０ １ ０ — ０３ ２０ ） ２ ０ ７ ２
・
析． 图１ 见
１ｄ＋Ｓ 一 Ｎ ｄ Ｓ ｄ
ｄ。 斗 ，略ｓ ＝Ⅳ ｄ ｄ Ｓ ，分Ｊ Ｊ。 ｄ 。 ， ｄ＝ｓ ， Ｓ ＝ 积 ； ． 可 ｄ ／即 ／ 一
当包 围角 由 Ｏ ÷ 时 ， 由 ｓ ÷ ｓ Ｓ Ｍ Ｈ，
．
戊Ｓｉ， 品 情 ＝ ｓ —ｕ（ …山Ｎ Ｎ ｉａ ｄ 了 ｄＩ Ｓ …． 品
Ｂ Ｃ段 的应 力 分析 见 围 ３ 取 微 小 分 离 体ｄ 钢 丝绳 弹 性 可 忽 略 一 Ｍ 点 。 ＬＩ 设 强力 Ｓ， ｊ 点 强力 Ｓ＋ｄ ｄ 为 ｄ 蚵Ｎ Ｓ，Ｎ ￡钢 丝 绳 对 天 轮 的正 压 力 。在 极 阻 情况
下列 出力 的 平衡 方 程 ：
力 水 方向 投 ｓ ｓ ｄ＝ ｄ）ｓ 在 平 的 髟：ｏ譬＋ Ｆ （＋ｓｃ 等； ｃ ｏ
关 键 词 ： 丝 绳 ；
文 献 标识 码 ： Ａ
提 升 钢丝 绳是 提 升 系统 的 主 要 部 分之 一 ． 连 接 壤 筒与 提 升 容 器 的纽 是 带， 直接 关 系到 提 升 系 统 的安 垒 运 行 ， 以 ， 究 提 升 钢 丝 绳 在 工 作 殖 程 中 所 研 的 受 力 情 况 是 租 有 必 要 的 ， 样 才 能 告 理 计 算 和选 择 钢 丝 绳 ． 保 运 行 安 这 确
曲 而 引起 。
（） 制 应 力 。钢丝 绳 砉造 时 ， ３控 ９ 由丝 抬 成 股 一 由股 捻 成 绳 的 过 程 中 ｔ 再 由
于捻 村变 形 而产 生 。 （ ） 动应 力 ．钢 丝 绳 绳 螭 受 载 荷 时 ， 橙 捻 方 向 转 动 产 生 的扭 动 应 ４扭 沿
力 。
即Ｓ ＝ Ｈ ・Ｍ （） ２
图 １ 钢丝 绳 受 力 示 意 图
２ １ 悬 垂段 （ Ｂ段 ） Ａ
应 力分 布 为 指 数 曲线 见 图 ４ 。从 围 ４中看 出 ． 着天 轮转 动 的 方 向应 力 随
图 １为 主 井罐 笼 提 升 系 统 图 ， 是 提 升 钢丝 绳 的 悬 垂 长 度 ． 是 绳 螭 荷 重 。 假定 钢 丝绳 每米 重 量 尸 。 井 ｏ 取 可 微 小 分离 体 ， 析 受 力 （ 图 ２得 ：Ｑ＝Ｐ ｘ， Ａ 剜Ｂ 印 Ｏ Ｌ． 分 见 ） ｄ ｄ 从 —