Page 82 - 《摩擦学学报》2020年第6期

第 6 期 王大刚, 等: 定、变载弯曲疲劳钢丝绳失效机理对比研究 765

表 4 不同区段钢丝绳断丝数
Table 4 Number of broken wires at different segments of steel wire rope

Outer strand Core strand
Test condition segment Outer layer Inner layer Center wire Outer layer Inner layer Center wire Bending fatigue cycles/10 4
R 1 R 2 R 1 R 2 R 1 R 2 R 1 R 2 R 1 R 2 R 1 R 2
1 5 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8.5
1 6 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 10.2
2 5 0 1 0 0 0 0 5 2 0 0 0 0 13.0
2 6 1 1 0 0 0 0 3 3 0 0 0 0 15.6
3 6 0 0 0 0 0 0 3 3 0 0 0 0 10.2
4 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10.2

钢丝未出现断丝现象；在弯曲疲劳次数10.2×10 时，区 疲劳寿命提高. 对比试验工况3和4，钢丝绳变张力平
4
段6钢丝绳芯股外层钢丝出现断丝现象. 当钢丝绳变 均张力水平相同，张力变化幅值降低导致钢丝绳弯曲
张力9.7~11.0 kN时，在弯曲疲劳次数10.2×10 时，钢丝 疲劳寿命提高. 对比试验工况1(恒张力11.5 kN)和试
4
绳螺旋股和芯股的各层钢丝均未出现断丝现象. 验工况3(变张力9.2~11.5 kN)，发现变张力工况下钢丝
对比试验工况1和2，当钢丝绳恒定张力分别为 绳断丝出现较晚、螺旋股外层断丝数较小、芯股外层
11.5和9.2 kN时，钢丝绳芯股外层出现断丝时对应的 断丝数较多，这说明变张力工况的钢丝绳芯股外层钢
4
弯曲疲劳次数范围分别是8.5~10.2×10 、10.4~13.0×10 4 丝弯曲疲劳寿命较小.
4
(弯曲疲劳次数为10.4×10 时芯股外层钢丝未发现断 3.2 钢丝绳断丝断口与磨痕形貌
丝现象)，说明钢丝绳恒定张力下降导致钢丝绳弯曲 由图4可知，依据裂纹扩展速率和裂纹面倾斜程

A
A
B B
C

C
B
C
A
100 μm 100 μm A 100 μm 100 μm
(a) R 1 region–fractured wire in the (b) R 2 region–fractured wire in the
outer layer of outer strand in Seg.5 outer layer of outer strand in Seg.5

A
A

B
B

C

C
100 μm 100 μm 100 μm 100 μm
(c) R 1 region–fractured wire in the (d) R 1 region–fractured wire in the
outer layer of outer strand in Seg.6 outer layer of core strand in Seg.6

Fig. 4 Morphologies of fractures and wear scars of steel wires in the rope in the case of constant tension of 11.5 kN(test condition 1)
图 4 恒定张力11.5 kN时(试验工况1)钢丝绳内部钢丝断口和磨痕形貌