钢丝绳内部磨损与断裂机理研究

第1章绪论1 1.1钢丝绳的重要地位3 1.2钢丝绳内部磨损与断裂的研究意义6 参考文献8 第2章钢丝绳内部接触力学特性11 2.1钢丝绳动力学特性13 2.1.1钢丝绳动力学模型15 2.1.2钢丝绳动力学特性演变规律18 2.1.3提升负载对钢丝绳动力学特性的影响20 2.2钢丝绳内部钢丝间接触行为22 2.2.1钢丝间接触力学理论模型22 2.2.2钢丝间接触力学仿真模型26 2.2.3钢丝间接触力学特性演变规律29 参考文献42 第3章钢丝绳内部摩擦磨损模拟试验装置研制45 3.1钢丝绳有限元仿真模拟47 3.1.1钢丝绳有限元仿真模型47 3.1.2拉伸载荷下钢丝绳应力应变分布规律51 3.2钢丝绳内部摩擦磨损模拟试验台56 3.2.1钢丝绳内部钢丝间接触形式56 3.2.2钢丝摩擦磨损试验装置58 3.2.3试验数据采集系统60 3.3摩擦磨损试验方案设计过程62 3.3.1钢丝材料性能62 3.3.2试验参数选取过程62 3.3.3试验结果分析方法63 参考文献65 第4章干摩擦下钢丝绳内部摩擦磨损特性研究67 4.1不同接触形式下钢丝间有限元仿真模拟69 4.1.1钢丝接触有限元仿真模型69 4.1.2钢丝间接触应力分析70 4.2基于单一变量法的钢丝间摩擦磨损特性72 4.2.1接触力对摩擦磨损特性的影响规律72 4.2.2微动振幅对摩擦磨损特性的影响规律81 4.2.3交叉角度对摩擦磨损特性的影响规律87 4.2.4扭转角度对摩擦磨损特性的影响规律93 4.3基于正交试验法的钢丝间摩擦磨损特性100 4.3.1正交试验方案设计100 4.3.2正交试验结果分析101 4.4不同绳股结构下钢丝间摩擦磨损特性103 4.4.1摩擦系数演变规律103 4.4.2滞回曲线演变规律104 4.4.3磨损深度演变规律106 4.4.4磨损量演变规律107 4.4.5钢丝磨损机理108 参考文献110 第5章复杂环境下钢丝绳内部摩擦磨损特性研究113 5.1钢丝绳服役环境概述115 5.2不同环境下钢丝摩擦系数演变规律117 5.2.1脂润滑条件117 5.2.2不同矿物颗粒对比118 5.2.3矿石复合润滑脂润滑条件121 5.2.4淋水环境122 5.2.5酸腐蚀条件122 5.2.6不同环境工况对比124 5.3不同环境下钢丝磨损深度演变规律125 5.3.1脂润滑条件125 5.3.2不同矿物颗粒对比125 5.3.3矿石复合润滑脂润滑条件127 5.3.4淋水环境127 5.3.5酸腐蚀条件128 5.3.6不同环境工况对比129 5.4不同环境下钢丝磨损量演变规律130 5.4.1脂润滑条件130 5.4.2不同矿物颗粒对比131 5.4.3矿石复合润滑脂润滑条件132 5.4.4淋水环境132 5.4.5酸腐蚀条件133 5.4.6不同环境工况对比134 5.5不同环境下钢丝磨损机理演变规律135 5.5.1脂润滑条件135 5.5.2不同矿物颗粒对比137 5.5.3矿石复合润滑脂润滑条件141 5.5.4淋水环境143 5.5.5酸腐蚀条件145 5.5.6不同环境工况对比147 参考文献148 第6章钢丝绳内部失效行为研究149 6.1磨损钢丝拉伸断裂行为151 6.1.1钢丝磨损深度演变规律151 6.1.2钢丝破断力演变规律155 6.1.3拉伸断裂失效机理158 6.2钢丝疲劳断裂行为161 6.2.1干摩擦下钢丝疲劳寿命162 6.2.2复杂环境下钢丝疲劳寿命164 6.2.3疲劳断裂失效机理166 参考文献169