钢绞线作为常用的预应力构件应用范围广泛,其承载性能影响整体结构的安全性,一旦发生破坏将整体结构的损坏甚至倒塌。作为单一的受拉承载构件,钢绞线横向受力性能往往受到忽略。但近年来钢绞线受冲击断裂事故频发,钢绞线横向抗冲击性能的研究重要性凸显,当前对遭受冲击的钢绞线的力学性能仍无可靠评估标准。钢绞线由多根独立钢丝捻制而成。受外荷载作用时,各股丝受力情况各不相同,股丝内部应力分布较为复杂。在横向冲击作用下,股丝断裂位置和数量状态各异,不同冲击条件造成的破坏形式也不尽相同。为了解钢绞线在横向冲击下的受力性能,提供评估依据以提升结构安全性,本文通过试验和有限元模拟方法开展了相关研究,主要内容如下:(1)钢绞线相关性能参数测定试验。作为冲击分析的重要参数,钢绞线股丝间摩擦系数取值直接决定了分析结果的精确性和可靠性。为了掌握钢绞线股丝间摩擦情况,进行了单丝拉拔试验,获取了钢绞线股丝滑移的最大荷载,研究了钢绞线在自然状态下股丝内部接触荷载情况。通过有限元模拟分析研究了摩擦系数对钢绞线在拉伸作用下应力分布的影响。同时开展了钢绞线进行整体拉伸试验,以获取钢绞线在静力拉伸作用下的应力-应变本构关系曲线,为试验和有限元模拟提供本构方程。(2)钢绞线低速冲击试验。研究冲击能量和预应力水平对钢绞线抵抗冲击性能的影响,对钢绞线的破坏形式和破坏规律做出总结,对冲击后钢绞线的残余强度进行了对比分析。(3)钢绞线横向冲击性能模拟分析。采用ANSYS软件LS-dyna模块建立有限元模型,对钢绞线冲击性能进行模拟分析研究,进一步了解不同冲击能量下钢绞线的变形和应力应变分布情况;通过钢绞线与冲击锤的运动,研究钢绞线横向承载力性能,冲击过程中能量转换和消耗;通过设置不同摩擦系数,验证了股丝接触条件对冲击性能的影响。