理论教育 单根钢绞线疲劳实验结果

单根钢绞线疲劳实验结果

时间:2023-10-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于常用的钢绞线按涂层类型可大致分为光面钢绞线、镀锌钢绞线、环氧填充式钢绞线、环氧涂层钢绞线,为了能探索最优的选择,对上述几种钢绞线进了单根钢绞线疲劳实验。表3-6单根钢绞线实验数据汇总实验结果表明,涂层工艺对钢绞线疲劳性能的影响非常显著。图3-58破坏钢绞线中镀锌钢丝的滑痕情况相对意外的是,镀锌钢绞线的疲劳性能要优于普通钢绞线。

单根钢绞线疲劳实验结果

由于常用的钢绞线按涂层类型可大致分为光面钢绞线、镀锌钢绞线、环氧填充式钢绞线、环氧涂层钢绞线,为了能探索最优的选择,对上述几种钢绞线进了单根钢绞线疲劳实验。

实验在江苏科技大学工程检测中心的50T MTS液压实验机上进行。实验应力幅设置为550MPa,上限应力为744MPa,加载频率为10Hz,样品两端采用夹片锚夹持固定。样品长度为1m,可有效避免锚固端的锚固效应。这里50MPa的余量,是为了考虑多股钢绞线不均匀受力及群锚效应的影响。实验数据及结果如表3-6所示。

表3-6 单根钢绞线实验数据汇总

实验结果表明,涂层工艺对钢绞线疲劳性能的影响非常显著。光面钢绞线和环氧填充式钢绞线的疲劳性能相差无几,基本在30万次以内发生破坏。环氧填充式钢绞线虽然利用环氧材料填充了钢丝之间的缝隙,但钢丝之间依然直接接触,并未改善钢绞线在疲劳加载条件下单丝之间的接触受力状态,故其疲劳性能无明显改善。(www.daowen.com)

图3-58 破坏钢绞线中镀锌钢丝的滑痕情况

相对意外的是,镀锌钢绞线的疲劳性能要优于普通钢绞线。镀锌工艺过程会在钢绞线的表面形成一层锌铁合金,会减小钢丝的静载强度,故镀锌钢绞线在业内一般都会降级使用。但本书的疲劳实验结果却恰恰相反,镀锌后钢绞线的疲劳寿命可提高到50万次左右。分析原因,可能镀锌层使钢丝表面软化,改善了钢丝之间接触的应力集中问题,使接触应力的分布更趋于平均。同时镀锌层的磨损也需要一个过程,从而增加了钢绞线的疲劳寿命。从破断的钢绞线取出单根钢丝,可见其表面的磨损现象非常明显,见图3-58所示。

相比之下,环氧涂层钢绞线可以通过200万次以上的疲劳加载。这主要是环氧涂层能较好地隔离单丝之间的接触,其耐磨性能更优于镀锌层,且不会降低钢丝强度,故能有效缓解摩擦腐蚀效应,进而有效地提高钢绞线的疲劳性能。

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