鋼絲繩復合套索具壓制成形仿真研究

馬 平，廖能解，歐建國，王志勇

（1.廣東工業大學機電工程學院，廣東 廣州 510006；2 建峰索具有限公司，廣東 廣州 511356）

1 引言

鋼絲繩索具是以鋼絲繩為主要原材料，進行插編、壓制等深加工，將鋼絲繩的優越性能作進一步挖掘和發揮。鋼絲繩壓制索具是指鋼絲繩端部經過彎制形成一定尺寸的環套，端部穿入鋁套或鋼套經模具壓制與繩體固結在一起形成環眼的索具[1-2]。鋼絲繩索具是工程吊裝平臺起柔性連接的關鍵部件，具有強度高、承載能力強、耐磨性好、撓性好等優點，因此廣泛用于海洋工程、船舶運輸、礦山機械、航空航天等領域，對我國重工業的快速發展起著重要的作用。

鋼絲繩索具壓制成形過程非常復雜，鋼絲繩空間螺旋結構的復雜性決定了其受力的復雜性，它在工作過程中承受拉伸應力、彎曲應力、扭轉應力和股內鋼絲之間接觸應力[3]。國內外學者建立了單捻鋼絲繩有限元分析模型，分析了在軸向載荷作用下平直單捻鋼絲繩的性能特性[4-6]。文獻[7]建立了6X7+IWRC 鋼絲繩數學模型，分析在不同載荷下鋼絲繩繩芯的應變，并進行了試驗驗證。文獻[8]通過采用有限元法建立了1×7 鋼絲繩計算模型，模擬仿真的捻制成形鋼絲殘余應力與實驗結果吻合。文獻[9]進行了鋼絲繩成形過程數值模擬和制品力學強度分析的研究工作，對簡單直股和獨立繩芯進行了應力分析。

傳統鋼絲繩索具都采用單一的鋼套或鋁合金套固結方式，鋼套材質的高抗拉強度保證了鋼絲繩索具拉力的要求，但由于鋼性材質硬度高、壓制時塑性變形小致使鋼套不能完全與鋼絲繩配合接觸，不能抵抗索具高強度負載時的繩套固結處巨大剪應力；……