日常生活中雨后掛滿水珠的蜘蛛網、吊橋上的繩索以及兩根電線桿之間的電線,其呈現(xiàn)的形狀都是懸鏈線,這也說明大自然事物的空間結構分布遵循最小勢能的原理。本論文是在校企合作的大背景下,課題組與漢中大秦機械有限公司開展產學研合作項目的基礎上確立的,主要針對懸鏈線理論在旅游索道中懸索的設計計算問題展開研究,旨在運用現(xiàn)代計算機進行輔助設計得到精確數值解,避免繁瑣、復雜的人工計算,從而提高懸索工程的安全性。本文中研究內容主要基于懸鏈線理論,以架空索道中的滑索為對象,針對鄭麗鳳提出的無荷拉力系數迭代計算公式提出改進算法,運用MATLAB軟件中的GUIDE建立懸索設計計算的界面,編寫具體的計算代碼。通過工程實例驗證其程序的可行性,實現(xiàn)懸索的可視化系統(tǒng)設計。具體研究工作如下:首先,研究分析懸鏈線的基本理論,并對懸鏈線理論、拋物線理論、懸索曲線理論以及攝動法理論等四種經典的懸索理論進行闡述,對比分析各種理論的中撓系數范圍。以滑索為對象,運用懸鏈線理論建立其懸索在無荷狀態(tài)下的數學模型。在不同已知條件下,運用不動點迭代法理論和牛頓迭代法理論推導得出拉力系數的迭代公式,通過算例驗證迭代公式的可行性。其次,運用懸鏈線... 

【文章來源】：陜西理工大學陜西省

【文章頁數】：90 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

自然狀態(tài)下的懸鏈線模型

陜西理工大學碩士學位論文-14-人員在進行力學分析時將支點之間鋼絲繩索做出如下基本假設[44]：1、首先將鋼絲繩索看做一種理想的柔性材料，在使用過程中不能受到壓力也不能受到彎曲作用。由于鋼絲繩索的截面尺寸同比與其索長是微不足道的，這就導致了鋼絲繩索截面的抗彎剛度在計算中可以忽略不計。同樣鋼絲繩索在使用中發(fā)生彎曲轉折的部分，若是其曲率半徑不是很小，同樣可以忽略不計；2、鋼絲繩索其材料特性滿足虎克基本定律，在使用過程中其受到的應力與應變之間符合一定的線形關系；3、在外部載荷作用下，鋼絲繩索的橫截面面積和繩索的重量會發(fā)生微乎其微的變化，因而在具體的研究分析中不考慮這種因素的影響。2.2四種經典懸索理論的比較分析將一根鋼絲繩索懸掛在兩個固定支點，此時懸索只承受自身重力自然下垂，處于平衡狀態(tài)時呈現(xiàn)曲線方程就是懸鏈線方程。建立如圖2-2所示[24]坐標系，OA之間的距離為定長，取弧段AB為研究對象，弧長為S，q為繩索的單位長度重力，則弧段AB所受的重力為qS；繩索具有柔性，點A處受切線水平方向的張力0H，點B處的張力T同樣沿著其切線方向（切角為θ），由平衡條件知，圖2-2懸索的無荷線形Fig.2-2Unloadingsketchofsuspension0Tcos,sinHTqS聯(lián)立兩式，得HtanqS0(2.1)

第2章無荷滑索懸索理論的研究-19-從上述的表中不難發(fā)現(xiàn)，懸鏈線理論和拋物線理論（加氏、堀氏）主要是以無荷中撓系數作為基礎，從而進一步完成對懸索的設計計算工作。其余理論則都是以有荷狀態(tài)下的中撓系數進行設計計算的相關工作的，這些理論當中懸鏈線理論的設計應用范圍相對而言較大，同樣也是大多數學者公認的最接近真實情況的設計理論。2.3基于懸鏈線理論的無荷懸索數學模型2.3.1無荷懸索的線形以懸鏈線的標準曲線為平移對象，將y軸平移穿過下支點，建立如圖2-3所示[24]的坐標系，則曲線方程[4]：CxxCyccosh（2.13）式中C—補助函數（也叫懸鏈系數），qHC0；0H—無荷懸索水平張力(N)，000qlH；q—懸索單位長度重力(N/m)；0l—無荷懸索水平跨距(m)；cx—最低點的橫坐標。圖2-3懸索的無荷線形Fig.2-3Unloadingsketchofsuspension


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