钢芯铝绞线结构-钢芯铝绞线应力分布-河北环亚线缆有限公司

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钢芯铝绞线应力分布

来源:http://www.hbhyxl.com 发布时间:2017/6/15 14:59:11

Von Mises 等效应力是指在复杂应力状态下,基于剪切应变能的一种等效应力,等效应力的数值与屈服应力一样,其大概含义是当单元体的形状改变比能达到一定程度,材料开始屈服。因此采用等效应力作为衡量导线应力水平的主要指标。

1 单股应力分布

导线各股线因其分层结构而在运行过程中承受不同的张力值,同层个股线受力情况大体一致。分别取钢芯外层和铝股内层、邻外层、外层其中一股,轴向应力、剪切应力、等效应力的数值及变化规律,如图6所示。


从图6中可以看出: (1) 单股的等效应力_值位于与外层的接触区域,且离端面越近,应力越大; (2) 单股弯曲外侧受拉,内侧受压; (3) 导线单股上存在剪切应力。由于各个绞层的外径和节径比不同,不同单股曲率半径的不同,加上层间的挤压力对剪切应力的影响,铝股剪切应力由内层到外层逐渐减小。相对于铝股的剪切应力,钢芯外层剪切应力较大。

2 导线应力分布

建立钢芯铝绞线的参考点,并将导线左端与参考点进行耦合,对参考点施加17.06 kN 的载荷,图7为加载后导线的等效应力分布情况。由图7可以看出,在轴向拉力的作用下,导线外层铝线受拉,邻内层和内层铝线外层由于绞合弯曲形成了沿径向的挤压力。与钢芯接触区域应力值显著增加,且在截面上分布不均。


钢芯的单股应力要大于铝股,其中直股钢芯的应力值_,验证了钢芯铝绞线结构上分工特点,钢芯主要承担张力; 铝股应力值外层依次大于邻内层。此外,由于外层股线没有沿径向的挤压力,外层股线应变比内层大。越靠近约束端面( 假设有吊线夹固定的端面) ,铝股外层和邻外层的等效应力受端面约束力的影响越大,这是由于架空导线端面处的约束力是沿着 Z 轴方向,与各铝股的延伸方向存在一定的夹角。

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