[发明专利]一种监测钢丝微动疲劳状态的试验方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种试验方法及装置，尤其是一种适用于动态监测钢丝微动疲劳状态的试验方法及装置。

背景技术

钢丝绳具有良好的弯曲柔韧性和承载能力，因而被广泛用作运输机械的牵引缆绳、矿山机械的提升缆绳、乘人索道的支撑缆绳、斜拉桥的承载钢索等，钢丝绳的承载强度和服役寿命对于这些应用装备的安全运行都非常重要。在这些装备的运行过程中，钢丝绳要经受反复的拉伸和弯曲以及动态载荷，使钢丝绳内部各股之间、股内钢丝之间经受不同微动振幅的微动磨损，而且还要承受交变应力。较小的微动振幅往往会引起钢丝微动接触区的裂纹萌生、扩展与断裂，形成微动疲劳，加剧钢丝绳的疲劳破坏。因此，提供一种能够动态监测钢丝微动疲劳状态的试验方法及装置，来探讨微动疲劳实验过程中钢丝间的微动磨损机理、钢丝的微动运行区域特性、微动区裂纹的萌生与断裂机理及其对钢丝微动疲劳寿命的影响，对因钢丝微动疲劳引起的钢丝绳疲劳强度降低和早期断裂进行预测，对提高钢丝绳的使用寿命有着重要意义。

目前用于微动疲劳的试验方法及装置有：专利号为200810304928.3公开的一种对大直径轴类试件施加叠加磨损载荷的轴向疲劳实验方法及装置，采用减速器结构，可对同时承受磨损载荷和疲劳载荷的试样疲劳断裂原因和寿命预测有帮助，但该实验装置适用于轴类试件；专利号为200910182122.6和200920233073.X公开的一种钢丝微动疲劳试验机，只能考察不同微动疲劳参数对钢丝微动疲劳寿命的影响，不能研究钢丝的微动疲劳失效机理，在实验过程中，钢丝间的接触载荷因微动磨损而变化；专利号为201020135448.1公开的一种可调微动疲劳试验机通过两个压头模拟构件实际承受微动情况，进行两个压头空间错位的块状试件微动疲劳损伤试验，但该实验装置只适用于块状试件。但是，对于实验过程中能保证钢丝间接触载荷恒定、能实时监测钢丝间切向力、钢丝声发射行为和位移幅值等微动疲劳状态并能考察微动疲劳参数对钢丝微动疲劳寿命影响的钢丝微动疲劳试验方法及装置还没有。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对已有技术中存在的问题，提供一种结构简单、方法简便、易操作的监测钢丝微动疲劳状态的试验方法及装置。

技术方案：本发明的监测钢丝微动疲劳状态的试验方法，包括如下步骤：

a.将试验钢丝穿过L形连接架和凹形水平支座的圆孔，并将试验钢丝的两端分别固定在上夹持块和下夹持块上，启动液压升降台将试验钢丝向下拉伸至试验设定初始载荷；

b.移动凹形水平支座使固定在加载块上的右加载钢丝接触到试验钢丝，调整螺钉使加载块与内螺纹连接杆紧固在一起，将装有砝码的砝码托盘与砝码牵引绳连接，慢慢松开砝码托盘，通过砝码牵引绳将砝码荷重传递给L形连接架，带动梯形滑块在导向支座形成的梯形槽中滑动，使梯形滑块上的左加载钢丝与试验钢丝接触，同时压紧设在加载块上的右加载钢丝，将声发射传感器置于上夹块的下端面上；

c.控制带有位移传感器的液压升降台上下运动，对试验钢丝施加交变载荷，使试验钢丝在设定的交变应力范围内伸缩变化，让试验钢丝与设于加载块上的右加载钢丝之间产生微米级的相对错动，此时接触钢丝间产生微动磨损并产生正负交替的切向力，切向力通过设在加载块上的内螺纹连接杆传递给轮辐式拉压传感器；

d.实时记录试验钢丝的位移幅值、交变载荷、切向力和声发射信号，直至试验钢丝因微动疲劳而断裂时停止试验。