[实用新型]一种监测钢丝微动疲劳状态的试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种试验装置，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装置还没有。 

发明内容

本实用新型的目的是针对已有技术中存在的问题，提供一种结构简单、易操作的监测钢丝微动疲劳状态的试验装置。 

本实用新型的监测钢丝微动疲劳状态的试验装置，包括底座、对称设置在底座上的支撑立柱，支撑立柱上设有顶梁，底座的中部设有带有位移传感器的液压升降台，顶梁上设有拉压传感器，在所述的支撑立柱上设有水平加载装置，与水平加载装置相对上方的拉压传感器上设有上夹持块，上夹持块的下端面设有声发射装置，与水平加载装置相对下方的液压升降台上设有下夹持块；所述的水平加载装置包括分别套装在支撑立柱上的外夹块和内夹块，两个内夹块相对一侧分别设有凹槽，凹槽内设有两端可在其内滑动的凹形水平支座，凹形水平支座内前后两侧分别设有导向支座，导向支座内设有可在其内滑动的梯形滑块，梯形滑块的端面上固定有左加载钢丝，梯形滑块相对面间隔设有加载块，加载块上设有与左加载钢丝相对的右加载钢丝，加载块经凸台连接销固定在π形支架上，π形支架固定在对称设在凹形水平支座上的L形支架上，对称设置的L形支架的上部穿套有连接销，加载块的中部穿套有内螺纹连接杆，内螺纹连接杆上方设有与其相配合的螺钉，下方设有轮辐式拉压传感器；梯形滑块的顶部设有L形连接架，L形连接架的上端面设有穿过试验钢丝的圆孔，尾端固定有砝码牵引绳，砝码牵引绳绕经连接销连接装有砝码的砝码托盘，凹形水平支座的中部设有与L形连接架圆孔相对应的圆孔；所述的凹形水平支座在两个内夹块凹槽内移动的间隙为2～6cm。 

有益效果：由于采用了上述技术方案，采用砝码加载的形式拉动梯形滑块对钢丝间施加接触载荷，保证在实验过程中钢丝间的接触载荷不会因钢丝间的微动磨损而变化，与现有技术相比，能够实时动态记录实验过程中接触钢丝间的切向力变化和试验钢丝的声发射信号，对研究微动疲劳实验过程中钢丝间的微动磨损特性、微动运行区域特性、裂纹萌生和断裂机理及其对微动疲劳寿命的影响研究提供了有效的实验设备及有效依据；同时可以考察接触载荷、微动振幅、应力幅、应力比和频率等微动疲劳参数对试验钢丝微动疲劳寿命的影响，这对研究钢丝因微动疲劳而断裂提供了有效的实验装备。其结构简单，操作简便，功能齐全，效果好，在本技术领域内具有广泛的实用性。 

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。 

图2是本实用新型的水平加载和切向力测量装置结构示意图。 

图3是图2的A－A视图。