钢丝多轴微动腐蚀疲劳损伤机理研究

摘要

矿井提升过程中，拉伸、扭转、弯曲和淋水作用导致钢丝产生多轴微动腐蚀疲劳，进而引起钢丝的摩擦磨损、疲劳损伤和电化学腐蚀，将影响钢丝绳的使用寿命。因此，开展钢丝多轴微动腐蚀疲劳损伤机理研究对延长提升钢丝绳服役寿命和保障矿井提升的安全可靠性具有重要理论意义。 本文运用自制钢丝多轴微动腐蚀疲劳实验装置，对比研究了不同介质环境对钢丝多轴微动疲劳行为的影响；探讨了酸性溶液中交叉角90°和26°时疲劳周次、接触载荷和扭转角对钢丝多轴微动腐蚀疲劳过程中滞后回线、磨损系数、磨损机理、电化学腐蚀特性和疲劳寿命等的影响；同时探讨了酸性溶液中交叉角对钢丝多轴微动腐蚀疲劳损伤机理的影响。结果表明：空气环境中疲劳钢丝磨损最为严重、寿命最短；腐蚀溶液条件下，酸性溶液中疲劳钢丝磨损、腐蚀和疲劳损伤均最为严重。酸性溶液中交叉角90°时，随着接触载荷和扭转角的增加，磨损和腐蚀加剧，多轴微动腐蚀疲劳寿命呈逐渐降低的幂指数关系。酸性溶液中交叉角26°时，随着疲劳周次的增加，疲劳裂纹扩展越严重；随着接触载荷的增加，磨损和腐蚀加剧，多轴微动腐蚀疲劳寿命同样呈逐渐降低的幂指数关系。酸性溶液中不同交叉角下，微动运行区域、磨损机理、裂纹扩展及多轴微动腐蚀疲劳寿命显现不同的规律。

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