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钢丝绳失效断丝的三种形式

编辑:河北大力集团   浏览:655   添加时间:2021-12-21 09:24:07

钢丝绳的失效形式因其受载情况复杂而变得多样化。钢丝绳按照失效后所表现的外部形态可将失效形式分为断裂、磨损及腐蚀3大类。断裂可分为断丝、断股和断绳3类,是最常见的失效形式,断丝发展到一定程度会形成断股和断丝,故分析钢丝绳断裂的关键是分析钢丝绳的断丝失效机理。考察钢丝绳的断丝情况,又可以将断丝分为3种形式:

(1)疲劳断丝;(2)一次加载断丝;(3)环境介质引起的断丝。磨损是由于钢丝绳接触表面有相对运动,经过物理、机械和化学作用使得钢丝绳表面的材料粒子脱离母体,从而使其尺寸、形状等因素发生变化。腐蚀是当钢丝绳处于恶劣的工作环境时,与环境介质发生化学反应使表面发生变化,腐蚀发展到一定程度会产生断裂,严重时能导致钢丝绳的断裂。将拆股后的钢丝绳进行拉断、弯曲和扭转试验,根据实验结果计算出钢丝绳抗拉强度并判定其韧性,是目前用来检验和评价钢丝绳性能和质量的办法也是作为选用和评价钢丝绳的依据。然而由于钢丝绳受力状态复杂,用此方法得出的结论与实际情况相去甚远。 与此同时,由于钢丝绳与卷筒之间为刚柔耦合接触,则钢丝绳提升系统运行过程中,势必会产生耦合动力学现象。若采用结构动力学等方法来解决此类问题,则会因理论的局限性导致结论与实际结果相差较大,并且求解过程复杂,从而无法准确真实的反映现实情况。因此,开展基于刚柔耦合多体动力学的提升系统钢丝绳理论模型建立、仿真分析与实验研究势在必行,具有重要的理论与工程意义。

在钢丝绳检测技术方面,第一台钢丝绳探伤仪从1906年研制出至今,虽然钢丝绳无损检测从理论上进行了探讨,但只有磁检测法得到了实践和推广使用,而超声波法、电涡流法、声发射法、光学、射线法或因设备费用太高、检测局限性大、检测信号易受干扰、检测结果难以记录等缺点,均无法推广使用。钢丝绳无损检测技术经过多年的探索和研究取得了显著的成果,不同工作场合下应用的多种钢丝绳探伤仪也相继出现。然而,检测时钢丝绳的损伤深度、宽度和形态、拉升程度和相对于传感器的不规则扭转、径向晃动,以及外部环境温度的变化和电磁干扰等都会影响检测信号,而这些都因为钢丝绳本身结构原因和使用环境的不同。另一方面,当前的损伤评价标准也不甚可靠,很难对钢丝绳的损伤做出定量分析。因此,当务之急是研制出高精度的无损探伤设备,并能向智能化方向发展,才能使钢丝绳检测技术得到发展。

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