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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:蕭映如
研究生(外文):Hsiao-Ying-Ju
論文名稱:單層多股絞線在受拉力下之行為
論文名稱(外文):Behavior of Single Layer Strands Under Axial Loads
指導教授:閻嘉義閻嘉義引用關係
指導教授(外文):Yen , J.Y.
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:土木工程學系
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2001
畢業學年度:89
語文別:中文
論文頁數:196
中文關鍵詞:絞線軸向荷重Costello理論Huang理論
外文關鍵詞:StrandsAxial LoadsCostello theoryHuang theory
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以鋼材或高分子材料所組成之絞線(Strand)型式構件(如吊索、預力鋼鍵等),其基本斷面係由環繞在圓形空心或圓形中心線周圍之外圍螺旋線所組成,具有高軸向承載力(受拉)、低彎曲勁度及扭曲勁度之特性,尤其以鋼材所製成之絞線,更廣泛地應用於工業界與工程界,一般而言,以承受軸向荷重為主,由於絞線特殊之幾何配置,使其變形及內部受力分佈情形之分析較為困難。
主要以Costello與Huang理論為研究之依據,利用數值分析模式,分析絞線在軸向荷重作用下,改變外在因素(例如,絞線之螺旋角度、絞線是否相互接觸,或是在未受力前,即旋緊、放鬆絞線…等)下,以及在小應變與大變形下之靜態行為,並將所得之分析結果進行比較。
A strand is made of a cord wrapped by several helical wires. They are considered as a high axial tensile capacity, low bending, and low torsional resistance elements. They are used in the industries intensively, and are frequently seen as major parts of the primary structure such as the hanging elements in machinery, prestressed elements in a long span structure and the cables in a cable-stay bridge. They are also sometimes used as secondary parts of a structure for the consideration of stability.
Two theories of wire strands by Costello and Huang are applied to analysize the static response of simple layer strands. Distribution of stresses and deformations of a wire are calculated. The results and adequacy of the two theories would be compared and discussed.
摘要I
ABSTRACTII
總目錄III
表目錄VII
圖目錄VIII
符號對照表XVIII
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機與目的 2
1-3 文獻回顧 3
第二章 螺旋線之數學模式 6
2-1 Costello理論 6
2-1-1 參考座標系統的定義 6
2-1-2 螺旋線之數學模式 6
2-1-3 平衡方程式 7
2-1-4 內力與變形關係10
2-2 Huang理論12
2-2-1 螺旋線之數學模式12
2-2-2 平衡方程式14
2-2-3 內力與變形關係15
第三章 絞線之靜態反應16
3-1 Costello之無核心絞線16
3-1-1 絞線幾何配置16
3-1-2 絞線之力平衡19
3-1-3 力與變形關係20
3-1-4 變形諧和關係21
3-1-5 外力與內力之關係25
3-2 Costello之具核心絞線26
3-2-1 絞線幾何配置26
3-2-2 外圍螺旋線之變形諧和關係27
3-2-3 軸向荷重與扭轉力矩28
3-3 Huang之具核心絞線29
3-3-1 絞線之幾何配置29
3-3-2 力平衡30
3-3-3 力與變形關係32
3-3-4 變形諧和關係32
3-3-4 軸向荷重與扭轉力矩35
3-4 Costello與Huang理論之比較36
3-4-1 絞線幾何配置之比較36
3-4-2 力平衡方程式之比較36
3-4-3 力與變形關係之比較39
3-4-4 中心線圍束影響之比較39
3-5 數值分析流程說明41
3-5-1 Costello理論之數值分析程式41
3-5-2 Huang理論之數值分析程式42
第四章 結果與討論45
4-1 有無核心線對絞線行為之影響47
4-1-1 絞線軸向應變之影響47
4-1-2 外圍螺旋線之軸向力影響48
4-1-3 外圍螺旋線之剪力影響49
4-1-4 外圍螺旋線之軸向扭矩影響50
4-1-5 外圍螺旋線之彎矩影響51
4-1-6 中心線之軸向力影響52
4-1-7 中心線之軸向扭矩影響52
4-1-8 接觸力之影響53
4-2 外圍螺旋線是否接觸對絞線行為之影響56
4-2-1 絞線軸向應變之影響56
4-2-2 外圍螺旋線之軸向力影響57
4-2-3 外圍螺旋線之剪力影響58
4-2-4 外圍螺旋線之軸向扭矩影響59
4-2-5 外圍螺旋線之彎矩影響60
4-2-6 中心線之軸向力影響61
4-2-7 中心線之軸向扭矩影響62
4-2-8 接觸力之影響63
4-3 考慮外圍螺旋線對中心線圍束作用時,對絞線行為之影響 66
4-3-1 中心線之圍束效應66
4-3-2 考慮圍束效應對內力分佈之影響68
第五章 結論與建議70
5-1 結論70
5-2 建議72
參考文獻73
參考文獻
[1]Love, A. E. H., “ A Treatise on the Mathematical Theory of Elasticity “, New York: Dover Publications, 1944, Chaps. 18 and 19.
[2]Phillips, J. W. and Costello, G. A., “ Contact Stresses in Twisted Wire Cables ”, Journal of the Engineering Mechanics Division, ASCE, Vol. 99, No. EM2, Apr., 1973, pp.331—341.
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[18]Costello, G. A., and Phillips, James W., ‘‘A More Exact Theory for Twisted Wire Cables’’, Journal of the Engineering Mechanics Division, ASCE, Vol 100, No. EM5, 1973, pp. 1096-1099.
[19]黃伯爵,‘‘鋼索構件之彈塑性分析及損壞探討’’,逢甲大學土木及水利工程研究所碩士論文,1995。
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