[发明专利]一种钢丝绳弹性模量的计算方法

说明书

本发明公开了一种钢丝绳弹性模量的计算方法，具体包括如下步骤：步骤1，设计钢丝绳参数；步骤2，设计圆钢的参数；步骤3，根据步骤1和步骤2所得结果，求钢丝绳的弹性模量E₂。本发明使钢丝绳设计者在任意情况下设计时，可迅速获得钢丝绳的弹性模量。

技术领域

本发明属于线材制品之钢丝绳生产技术领域，涉及一种钢丝绳弹性模量的计算方法。

背景技术

钢丝绳是一种由多丝、多股组成的柔性体，其弹性模量又完全不同于普通线材，钢丝绳结构不同，弹性模量有所差异。在实际中，通常采用0-30％的最小破断拉力测定弹性模量，而弹性模量作为钢丝绳的一种基本物理性能，在桥梁固定式缆索、斜拉索以及各类悬空建筑行业是一项非常关键的物理指标。目前国内仅有1项标准(GB/T 24191-2009)钢丝绳实际弹性模量测定方法用来测定钢丝绳的弹性模量.因此，除试验可获得弹性模量外，如何获得钢丝绳弹性模量是线材制品行业一个技术难题，且设计的弹性模量值也难以计算。尤其在固定场合使用，无试验条件的情况下，初始设计钢丝绳参数时，弹性模量的获得显得尤其重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种钢丝绳弹性模量的计算方法，使钢丝绳设计者在任意情况下设计时，可迅速获得钢丝绳的弹性模量。

本发明所采用的技术方案是，一种钢丝绳弹性模量的计算方法，具体包括如下步骤：

步骤1，设计钢丝绳参数；

步骤2，设计圆钢的参数；

步骤3，根据步骤1和步骤2所得结果，求钢丝绳的弹性模量E₂。

本发明的特点还在于，

其中步骤1中设计的钢丝绳参数包括：钢丝绳原长l₂、钢丝绳受力后的伸长量为Δl₂、钢丝绳捻角β、钢丝绳受力F₂、钢丝绳截面积A₂。

其中步骤2中设计的圆钢参数包括：圆钢原长l₁、圆钢受力后的伸长量为Δl₁、圆钢受力F₁、圆钢截面积A₁，其中A₁为钢丝绳内所有钢丝截面积之和。

其中步骤3的具体过程如下：

已知圆钢的弹性模量为E₁，圆钢和钢丝绳受力等效，即如下公式(1)所示：

F₁＝F₂ (1)；

根据材料力学中的胡克定律可得如下公式(2)：

其中步骤3中钢丝绳的弹性模量E₂的求解过程如下：

由于圆钢受力后的伸长量Δl₁为钢丝绳受力后的伸长量Δl₂在平面的投影，根据等效条件及投影关系可知：

l₁＝l₂ (3)；

Δl₁＝Δl₂cosβ (4)；

将公式(3)、(4)代入公式(2)中可得；

本发明的有益效果是，本发明基于胡克定律，令钢丝绳和圆钢受力等效，得到钢丝绳弹性模量的计算公式，在获取了钢丝绳和圆钢设计参数后，将该设计参数代入钢丝绳弹性模量公式中，即可算出钢丝绳弹性模量的具体数值，本方法使钢丝绳设计者在任意情况下设计时，可迅速获得钢丝绳的弹性模量。

具体实施方式