1×7+IWS结构钢丝绳有限元分析

摘要：为提高钢丝绳的安全性，最大限度发挥材料性能，合理地设计和制造满足各种性能要求的钢丝绳产品，采用UG软件对1×7+IWS结构的圆股钢丝绳进行三维实体建模，然后通过UG与ANSYS的接口导入ANSYS中。采用面―面接触求解方法，对导入的钢丝绳实体进行有限元网格划分、建立接触对和施加约束并求解。研究了捻距S对服役中的钢丝绳应力应变的影响，得到相应的应力应变云图，为钢丝绳的设计和改进提供了理论依据。

关ϟ键词：钢丝绳；有限元分析；ANSYS；应力应变

1几何结构及有限元模型

2材料性质与计算条件

采用JIS SWRS72A钢线，在常温下该钢®丝的材料属性[9] 如表1所示。

3创建接触对

4边界条件与加载方式

图3为同向捻制的1×7+IWS结构钢丝绳受载示意图。F和M分别为其所ย受的轴向力和轴向力矩。通过改变钢丝绳捻距S值进行有限元模拟，以得到捻距S变化时对服役中钢丝绳应力应变的影响规律。图3载荷示意图

5模拟结果分析

5.1Von-Mises等效应力

6结论

1） 利用UG软件建立1×7+IWS钢丝绳参数化设计模型，并将其导入ANSYS中生成有限元分析模型，对在捻距S¡不同的条件下的应力应变进行分析，该建模及分析方法适用于交互捻制或同向捻制类似结构的几何模型。

2） 证实了钢丝❧绳在实际的应用中，捻距S不能过大或过小，并且每种结构类型钢丝都有一个最佳捻距的生产要求。