[发明专利]基于几何关系渐进迭代的圆股钢丝绳及钢缆设计方法

权利要求书

1.一种基于几何关系渐进迭代的圆股钢丝绳及钢缆设计方法，其特征在于根据钢丝绳各组成部件捻制加工后的形态，采用数值模拟仿真方法，以渐进迭代、逐步趋近的方式进行设计计算，保证钢丝绳各组成部件的间隙设计要求，其设计计算过程包括正向设计计算和反向圆整校验计算两部分，通过正向设计计算和反向圆整校验计算的反复配合使用，即在正向计算后，一次或多次进行反向圆整校验计算，直到获得满足设计要求的设计参数，得到产

品配丝方案；

(1)所述正向设计计算是对于任一给定公称直径及增量要求、结构、部分捻制参数的钢丝绳，按照钢丝与股在制造过程中的捻制形态变化，设计计算出组成钢丝绳的钢丝与股的直径以及空间分布位置，计算各项性能参数和指标，满足预先设定的同层相邻钢丝/相邻股之间的最小间隙要求；

(2)所述反向圆整校验计算是给定钢丝绳的结构、一组配丝方案、捻距倍数，按照钢丝绳实际生产制造过程中各股/各丝的实际形态，验证计算钢丝绳的外径、同层相邻钢丝之间以及同层相邻股之间的最小间隙值、各项性能参数。

2.根据权利要求1所述的基于几何关系渐进迭代的圆股钢丝绳及钢缆设计方法，其特征在于所述正向计算阶段采用由整体得到部分的求解策略：

(1)当设计产品为缆时，首先计算缆中钢绳的规格、位置参数、捻制参数、绳间实际间隙；其次，按照缆中各绳的设计要求，计算绳中股的的规格、位置参数、捻制参数、股间实际间隙；再次，按照不同绳组件中各股的设计要求，计算股中丝的规格、位置参数、捻制参数、丝间实际间隙；

(2)当设计产品为绳时，首先计算绳中股的的规格、位置参数、捻制参数、股间实际间隙；其次，按照绳中各股的设计要求，计算股中丝的规格、位置参数、捻制参数、丝间实际间隙；(3)当设计产品为股时，直接计算股中丝的规格、位置参数、捻制参数、丝间实际间隙。

3.根据权利要求1所述的基于几何关系渐进迭代的圆股钢丝绳及钢缆设计方法，其特征在于所述反向圆整校验阶段采用由部分到整体的求解策略；

(1)当产品为股时，直接校验股中丝的位置参数、丝间实际间隙、捻制参数；

(2)当产品为绳时，首先直接校验股中丝的位置参数、丝间实际间隙、捻制参数；其次，利用股校验后的数据，校验绳中股的位置参数、股间实际间隙、捻制参数；

(3)当产品为缆时，首先直接校验股中丝的位置参数、丝间实际间隙、捻制参数；其次，利用股校验后的数据，校验绳中股的位置参数、股间实际间隙、捻制参数；再次，利用绳校验后的数据，校验缆中绳的位置参数、绳间实际间隙、捻制参数。

4.根据权利要求1所述基于几何关系渐进迭代的圆股钢丝绳及钢缆设计方法，其特征在于所述正向计算包括钢丝绳产品的缆配绳、绳配股、股配丝设计计算中的一个或几个环节；反向圆整校验计算包括股设计校验、绳设计校验、缆设计校验计算的一个或几个环节。

5.根据权利要求1所述基于几何关系渐进迭代的圆股钢丝绳及钢缆设计方法，其特征在于正向设计计算方法：

(1)依据设计要求，生成钢丝绳初始配丝方案；

(2)通过渐进迭代的方式，将不满足结构、间隙、外接圆直径要求的初始配丝方案逐步推进到满足各项要求，最终得到优化的配丝方案及各项组件与零件的规格、位置参数、捻制参数；

(3)设计过程中考虑钢丝绳产品性能参数。

6.根据权利要求1所述基于几何关系渐进迭代的圆股钢丝绳及钢缆设计方法，其特征在于反向圆整校验计算方法：

(1)依据设计钢丝绳初始配丝方案，通过渐进迭代的方式，将不满足结构要求的初始配丝方案逐步推进到满足各项要求，最终得到给定配丝方案和结构下各项组件与零件的位置参数、捻制参数，相邻组件间的实际间隙，相邻零件间的实际间隙；

(2)设计过程中考虑钢丝绳产品性能参数。