锚具是预应力锚固系统中的一个重要组件，夹片式锚具为常见的锚具种类之一，根据锚孔多少，可以分为单孔锚具和多孔锚具群锚。在实际工作中，锚具因发生塑性变形和过载而失效的情况屡见不鲜，因此，系统研究夹片式锚具在工作状态时，锚具各个组成部分对预应力载荷的力学响应性能具有实际意义。研究人员已对单孔锚具进行了相关力学分析和结构优化，以下研究借助有限元分析软件ABAQU，运用数值分析方法对某型号的七孔锚具进行研究，获取锚圈发生塑性变形的临界载荷，以及整个锚具的强度分析极限载荷和其力学响应，为多孔锚具的结构设计及优化提供参考依据。
      夹片式锚具主要由锚圈、夹片、钢绞线和锚垫板组成，如图所示。以锚具组合模型中最为复杂的锚圈为例说明模型的几何造型，锚圈共有七个锚孔，中心一孔，周边均布六孔。利用三维参数化造型软件Pro/Enginee分别对锚圈、夹片、钢绞线进行三维造型，与夹片钢绞线进行装配后将其保存为有限元软件能够识别的step文件格式，再将step文件导入到ABAQUS中，即可完成模型的几何造型。
      采用有限元模拟分析代替物理试验，可以大大降低产品的设计成本。ABAQUS软件由SMULIA公司研发，它是一款先进的大型通用有限元模拟软件，以强大的非线性模拟仿真能力而著称，该软件主要由ABAQUS/stanch和ABAQUS/explici俩大模块组成，ABAQUS/standa是一可以分析包括静态等场合的通用分析模块，并通过隐式方法求解方程组，ABAQUS/explici住要用于动态显式分析计算。分析模型是一静态分析问题，因此选用standa模块进行分析。锚具实际工作状态复杂，因此有限元模型完全与真实工作现场环境一致非常困难，但可合理地对模型进行简化和假设，本模型具体简化和假设：1)忽略夹片和钢绞线之间的滑动，将二者看作一个整体。实际工作中，钢绞线和夹片是通过螺纹紧紧咬合，可以忽略它们之间可能产生的相对滑动，通过ABAQUS中tie约束将它们绑定成一个整体。2)多股钢绞线视作一个圆柱体。锚具钢绞线通常是多股拧在一起穿锚孔而过，近似用一圆柱体代替多股钢绞线。3)用固支约束代替锚垫板对锚圈的作用。ABAQUS中采用Encastre方法实现固支约束，即约束了锚圈下底面六个方向的自由度。4)忽略材料的真实应变和名义应变差别。在ABAQUS中定义材料塑性特性时，要求输入的是材料真实应力和真实应变，因此，就需要通过公式将名义应力和名义应变进行转换。

                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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