钢丝绳内部钢丝的腐蚀、微动磨损及微动疲劳是造成钢丝绳失效的主要形式,也是影响矿井钢丝绳使用寿命和可靠性的重要因素。通过研究,本项目建立了典型提升钢丝绳的动力学模型,计算出了不同提升运动学参数下钢丝绳的受力和变形状态,确定了钢丝绳内部钢丝的微动损伤参数;建立了钢丝绳几何模型及钢丝应力分布有限元模型,获得了绳股内钢丝应力及变形与钢丝绳几何参数的相关关系。建立了钢丝绳微动磨损以及疲劳的理论模型,分别研制出了钢丝微动磨损、微动腐蚀和微动疲劳试验机,建立了钢丝在干摩擦、酸性、碱性和中性腐蚀介质等状态下的微动运行图,掌握了钢丝微动损伤随着载荷、微动振幅、接触角度、腐蚀环境等因素的变化规律和微动磨损机理,建立了微动参数、疲劳参数等与钢丝疲劳寿命之间的变化规律,发现钢丝微动接触区易产生微裂纹并导致疲劳寿命降低,其疲劳断裂可分为裂纹萌生、裂纹扩展和裂纹瞬断三个阶段。研制了钢丝绳弯曲疲劳试验机,获得了钢丝绳弯曲疲劳寿命与钢丝绳的预张力、配副摩擦轮材质等的相关规律。以上研究成果对于丰富钢丝绳微动损伤机理、发展钢丝绳疲劳强度设计方法、提高钢丝绳使用可靠性将会起到重要的基础理论作用。
英文主题词Steel wire rope; fretting wear; fretting corrosion; fatigue life