近幾年來隨著預(yù)應(yīng)力技術(shù)在橋梁、建筑、水利工程方面的大量應(yīng)用，錨具作為保證有效傳遞預(yù)應(yīng)力的關(guān)鍵部件也得到越來越多的關(guān)注。在保證錨固效率的同時，錨具的成本成為人們越來越關(guān)注的問題。

    傳統(tǒng)的設(shè)計沿用寧大勿小的原則，基于經(jīng)驗進(jìn)行設(shè)計。預(yù)應(yīng)力錨具的受力情況較復(fù)雜，目前還很難用理論公式準(zhǔn)確地計算出它的應(yīng)力應(yīng)變。本文以錨圈為研究對象，通過建立錨具組件的有限元模型，對錨具的受力過程進(jìn)行分析，校核錨圈的強(qiáng)度，并對錨圈外形尺寸和材料展開優(yōu)化，較后用物理實驗驗證。

    在預(yù)應(yīng)力錨具受力過程的模擬方面，本文以七孔錨具為例,在分析了七孔錨具的工作狀況及結(jié)構(gòu)后,對錨圈、夾片及鋼絞線的形狀進(jìn)行了簡化，采用線性硬化彈塑性材料模型，設(shè)置摩擦系數(shù)之后，運(yùn)用有限元分析軟件建立數(shù)值模型，對七孔錨圈的受力過程進(jìn)行模擬分析，得到了錨圈在受力過程中的應(yīng)力應(yīng)變及位移的分布狀態(tài)，校核了錨圈強(qiáng)度。 在錨圈的尺寸及材料優(yōu)化問題上，首先，對七孔錨圈的外形尺寸進(jìn)行了優(yōu)化，考慮到鋼材的規(guī)格尺寸及產(chǎn)品機(jī)加工的要求，將七孔錨圈按照Φ135和Φ126兩種尺寸規(guī)格分別進(jìn)行模擬計算，分析同一直徑的不同高度錨圈的應(yīng)力應(yīng)變的變化隨高度的變化趨勢，得到較優(yōu)的高度。第三，對七孔錨圈的兩種不同材料及其不同狀態(tài)的模擬結(jié)果進(jìn)行了比較，得出45鋼通過調(diào)質(zhì)處理提高它的屈服強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度后，用來替代40Cr是可行的。較后進(jìn)行了物理實驗驗證，模擬結(jié)果與實驗結(jié)果比較一致，驗證了數(shù)值模型的正確性。 通過以上研究，得出的結(jié)論是對錨圈外形尺寸的設(shè)計和選用材料提供了理論依據(jù)，起到了一定的指導(dǎo)作用。