港口用钢丝绳断裂失效分析

对6×19W+FC—28.5港口用钢丝绳失效原因进行分析,通过拆股检测,发现相邻股的相互挤压相当严重,在股相互接触的钢丝表面上出现严重的双坑状压痕。对钢丝断口形貌及钢丝组织进行电子金相扫描观察,并对影响钢丝绳失效的因素进行剖析,结果表明:较深的双坑状压痕对钢丝表面裂纹的萌生和早期疲劳断裂影响极大,钢丝在弯曲疲劳应力反复作用下,其表面多处萌生裂纹,逐渐形成多疲劳源,然后向内扩展,直至过载断裂。钢丝绳出现早期疲劳断丝而报废与其显微组织不均匀性和强度塑性匹配较差有关。     

绳芯工艺对钢丝绳弯曲疲劳性能影响

为研究压实与涂塑工艺对钢丝绳弯曲疲劳性能的影响,采用3种不同绳芯工艺的钢丝绳进行了弯曲疲劳试验.结果表明,压实与涂塑工艺以不同的方式抑制磨损,提高疲劳寿命,且低载荷下,压实工艺破断拉力表现较好;在高载荷下,涂塑工艺通过限制微动磨损,有效减少了断丝数,钢丝绳疲劳寿命表现较好.     

钢丝绳钢芯早期断裂失效分析

用户在使用搁置3 a的钢芯钢丝绳时,由于钢芯首先断裂,导致用后不久发生断股事故。经检验,钢芯的断裂为疲劳断裂,疲劳断裂的原因是由于钢丝绳生产工艺控制不严以及服役过程中受到弯曲振动载荷,使芯丝表面磨损和硬化,并在磨损面上出现纵横向裂纹和蚀坑,成为疲劳源,裂纹扩展导致芯丝过载断裂,直至钢芯断裂,从而导致绳股破断。钢丝绳因其钢芯过早断裂而报废,与钢丝绳芯丝抗拉强度波动、表面缺陷以及钢芯疲劳寿命与其钢丝绳疲劳寿命匹配较差有关。     

影响不锈弹簧疲劳性能因素分析

汽车门锁用WPBφ0.80 mm不锈弹簧在做锁体寿命试验时,同批次寿命差异较大。对疲劳寿命为28723次的弹簧断口进行分析,弹簧表面出现纵向裂纹;对原料晶粒度进行测定,疲劳寿命为17万～18万次的原料晶粒度为6.5级,疲劳寿命约23万次的原料晶粒度为9级。通过采用新旧模具生产的弹簧钢丝加工成扭簧后,疲劳寿命分别约24万次和22万次。采用酸浸试验加强对原料的检测,选择细晶粒原料,提高模具质量等措施可有效提高扭簧的疲劳寿命。     

基于断裂力学的立式杀菌锅全寿命疲劳分析

目的:研究一种新型立式杀菌锅在热机循环载荷下的疲劳强度,特别是在锅体出现裂纹后的剩余疲劳寿命以及影响杀菌锅疲劳裂纹扩展的因素.方法:从杀菌锅结构完好的设计疲劳寿命和有裂纹后的剩余疲劳寿命两个方面对其进行全寿命疲劳分析.采用Workbench分析杀菌和3种循环载荷下杀菌锅的力学特性;基于SGN曲线研究杀菌锅在3种交变应力下的设计疲劳寿命;基于断裂力学原理研究初始裂纹尺寸、压力、温度对有裂纹杀菌锅应力强度因子和剩余疲劳寿命的影响.结果:此类立式杀菌锅的设计疲劳寿命为5×10⁵次,满足设计需要且有一定安全余量;基于断裂力学分析得出杀菌锅裂纹尺寸寿命曲线,对含缺陷杀菌锅剩余寿命进行预测,具有一定创新性.结论:使用过程中应关注锅体内部裂纹的产生和扩展情况,可以根据试验提出的方法对杀菌锅裂纹缺陷进行强度分析和寿命预测.     

国内外信息

30 4高强度冷拔不锈钢丝的断裂韧性测定30 4不锈钢丝广泛用于弹簧、医疗装置、螺栓、钢丝绳等产品。钢丝绳的强度极限和疲劳性能与钢丝的疲劳和断裂行为直接相关。美国科技工作者研究了 1.1mm 30 4不锈钢制绳钢丝的断裂韧性及减少钢丝轴向残余应力对断裂行为的影响。试验所用A试样为 1.1mm 30 4不锈钢丝 ,其强度极限为 2 0 70MPa ,屈服强度σ0 .2 =1794MPa ,弹性模量E =196 .6GPa ,面缩率为 4 4% ,扭转次数(2 0 3mm)为 5 2次 ;A试样在 4 2 7℃经 6h释放应力热处理后得B试样 ,B试样的强度极限为 2 16 5MPa ,σ0 .2 =2 0 6 9MPa ,E =…     

电动门窗升降器用钢丝绳疲劳断丝分析

电动门窗升降器用钢丝绳在使用过程中过早发生断丝。采用扫描电镜、能谱仪对断裂钢丝进行失效分析,并进行疲劳模拟试验。研究表明:钢丝绳在电动升降器上整体发生断裂属于宏观高应力低周弯曲疲劳断裂,弯曲的结构来自于结构组成件上的局部弯曲,弯曲载荷相对于拉伸载荷在应力分布上具有极大不均匀性,会大幅度提高局部的工作应力,引发相关的疲劳开裂。给出预防措施:(1)在安装过程中,避免电动升降器钢丝绳承受弯曲载荷、各股受力不均匀;(2)钢丝绳在铆接头时避免产生严重的弯曲变形或铆接头内孔端头和滑板卡槽处变形;(3)钢丝绳和电动门窗升降器组成件在生产运输过程中避免碰撞、挤压、磨损。     

压面机辊轴断口的微观形貌特征

利用扫描电镜（FEI sirien 200 SEM）观察压面机辊轴断口的微观形貌。发现分布于疲劳源核心及裂纹扩展路径上的非金属夹杂物，以及疲劳台阶、疲劳辉纹和韧窝等疲劳断口的显微特征。结果表明：辊轴在穹曲、扭转循环应力作用下，表面非金属夹杂物分布位置出现多源疲劳核心；在切向应力作用下裂纹沿夹杂物分布路径选择性扩展构成疲劳台阶；当断面张开部分足够长时，在正向应力作用下发生快速扩展，微观形成疲劳辉纹。裂纹扩展到临界尺寸时发生韧性断裂。     

钢丝绳芯橡胶带的研制与试验效果

链条抽油机用悬重钢丝绳的寿命是制约无游梁抽油机发展的重要因素。科技人员对链条抽油机用悬重钢丝绳失效原因进行了研究 ,认为服役于载荷、疲劳、磨损、腐蚀工况下的悬重钢丝绳 ,其失效模式为断裂。钢丝绳断裂原因主要是 :环境介质和应力作用下的低应力断裂 ;接触应力和拉 -拉复合载荷下的疲劳断裂 ;接触应力下的相对运动 ,换向冲击和使用不当造成的磨损断裂。绳断后破坏性极大 ,因而提出了带钢丝绳芯的橡胶带代替钢丝绳的设计方案 ,此时的钢丝绳芯服役条件改善 ,悬绳寿命延长 5倍以上 ,油田试用效果良好钢丝绳芯橡胶带的研制与试验效果…     

Flexpack18与Flexpack21粗直径多层股钢丝绳破断拉力特性研究

研究有强度级别的多层压实股Flexpack18、Flexpack21钢丝绳的属性与特性,前者属35(W)×K7类结构,后者属非标结构,直径范围依次为42.00~107.95 mm、109.00~174.63 mm,级别为1 770 MPa、1 960 MPa。研究钢丝绳破断拉力与直径平方比随直径变化、破断拉力系数随直径变化,认为非粗直径多股钢丝绳破断拉力通用计算公式不适合Flexpack18、Flexpack21钢丝绳,其看似有级而实则无级。钢丝绳破断拉力与直径间存在隐含的、可用数理统计方法获得具有实际意义的拟合关系式。对钢丝绳赋级可能基于为用户选择不同破断拉力水平钢丝绳提供指南。视钢丝绳破断拉力等于系数与直径平方之积且破断拉力与直径间关系式选择三次函数形式,该系数随直径增大而减小,二者间存在线性关系。Flexpack18、Flexpack21钢丝绳破断拉力系数与直径间线性关系的存在与BS302/P7—1989、ISO 8369—1986及EN 12385-4:2002粗直径单层多股钢丝绳破断拉力计算公式之反映一致。     

钢丝绳捻制断裂失效分析

根据制绳钢丝在捻制过程中的受力状态,采用扫描电镜和金相检测技术,对断口形貌的微观特征和裂纹分布形式进行分析,总结钢丝绳捻制断裂失效原因。斜楔状断口的断裂面与钢丝轴线的夹角很小,部分断口根部存在与轴线成45°的横向裂纹;阶梯状断口的断裂面为多个与钢丝轴向平行的阶梯状小平面;而混合状断口的断裂面中不同区域分别具有斜楔状和阶梯状断口的形貌特征。对断裂样品的纵向组织进行金相检测,分析不同形式断口裂纹的形态和走向。结果表明,制绳钢丝在捻制过程中发生断裂的原因是在扭转载荷、弯曲载荷或其组合形式作用下,钢丝表面产生横向裂纹,并随着裂纹扩展导致断裂。     

高应力幅高强度高耐腐蚀超大规格平行钢丝拉索制造技术

为了提高桥梁斜拉索的强度、载荷能力和疲劳寿命,研制了耐250 MPa应力幅1 860 MPa级镀锌铝合金7-511超大规格平行钢丝拉索。拉索用钢丝是采用"双镀法"生产的锌铝合金镀层钢丝,具有较高的耐蚀性;选用冲击性能较好的35Cr Mo锻件作为锚具材料;对拉索锚具结构重新设计及计算,使其能够满足高应力幅高强度拉索所需的各项高性能。同时在美国CTL Group实验室,按照国内外相关规范对1根规格为1 860 MPa7 mm高强度镀锌铝钢丝拉索进行弯曲疲劳试验验证,试验结果满足各项规范要求,为在国内外推广高应力幅高强度高耐腐蚀超大规格平行钢丝拉索提供了应用依据。     

FPSO系泊索疲劳寿命影响因素分析

以南海某石油开采区块螺旋股钢丝绳为例,采用Miner线性损伤累积理论和螺旋股的S-N曲线对螺旋股钢丝绳系泊索的疲劳寿命进行预测。给出FPSO系泊索疲劳寿命影响因素:(1)腐蚀是影响系泊索轴向拉伸疲劳寿命的主要外在因素。钢丝绳在海水中的疲劳寿命比在空气中降低82%。(2)钢丝绳设计水平、制造质量、盘条质量是影响系泊索疲劳寿命的内在因素。在钢丝绳设计、制造过程中应注意保证钢丝绳的刚度、自重、最小破断力达到初始设计要求。可以采用钢丝表面镀锌、挤塑护套、良好的润滑/阻滞物、牺牲阳极及外加电流系统等降低钢丝绳的腐蚀速度,提高钢丝绳的疲劳寿命。     

起重钢丝绳的失效分析与安全使用

对起重钢丝绳进行失效分析:钢丝绳韧性越好抗失效性能越好;随起重机滑轮尺寸减小,钢丝绳中钢丝产生疲劳越快;重复施加的应力、磨损、敲打、冲击、振动、扭转、转速、卷筒卷扬失误、腐蚀以及缺乏维护等因素对钢丝绳的寿命影响更大。介绍起重钢丝绳的常见故障隐患:磨损、疲劳、锈蚀、变形、咬绳、过载等。起重钢丝绳使用时要严禁:新钢丝绳直接高速、重载使用;钢丝绳跳槽及挤压变形;钢丝绳高速运行时和其他物体摩擦;钢丝绳散乱缠绕;钢丝绳过载使用;钢丝绳受到剧烈的冲击和振动。介绍起重钢丝绳检查的方法,根据检查结果可间接预测钢丝绳疲劳寿命。     

基于有限元分析的疲劳裂纹扩展及寿命计算

以紧凑拉伸试样静应力分析及疲劳裂纹寿命为研究对象,通过三维建模软件建立紧凑拉伸试样,运用有限元分析软件对试样进行静力学分析,得到其最大变形及最大应力,并对紧凑拉伸试样预制裂纹,运用疲劳子软件进行裂纹扩展分析,得到其循环作用次数以及a-N曲线.此方法可用于疲劳裂纹扩展寿命的计算,并且让裂纹扩展的过程可视化,方便分析和掌握...     

健身器械用高性能钢丝绳的研发与生产

为解决国内试制的6×19-PP涂塑钢丝绳作为健身器械使用时寿命偏低和疲劳起皮的问题,研发生产6×19-SPC钢塑复合绳芯钢丝绳。新研制的钢丝绳在合成纤维外捻制12根镀锌钢丝构成钢塑复合绳芯,以代替原有的纯钢芯或纯塑芯,打破了原有绳芯材质理念。以KSC72A线材为原料,选择绳芯股涂油、外层股不涂油的方式及特殊在线预张拉,所研制的钢丝绳公称直径3.18 mm,直径公差(0.0～+0.5)mm,公称抗拉强度2 060MPa,最小破断拉力8 kN,其整绳破断拉力、疲劳后破断拉力、疲劳寿命满足高档健身器械用高性能钢丝绳要求,可替代进口。     

钢帘线在不同弯曲疲劳条件下的疲劳极限估算

钢帘线使用中一个重要问题是其疲劳寿命。对钢帘线疲劳性能的描述和估算的关注,以及如何根据实验室数据推断钢帘线在轮胎中的性能,对钢帘线增强作用的研究者提出了巨大的挑战。笔者曾提出了一种在不同弯曲疲劳条件下估算钢帘线疲劳极限的方法,此方法以修正的Goodman定律为基础,根据钢帘线中受力最严重的钢丝的疲劳极限来估算不同弯曲疲劳条件下钢帘线的疲劳极限。本文通过实验室三辊弯曲疲劳试验验证该方法。1　修正的Goodman定律修正的Goodman定律是计算在变化应力作用下金属疲劳强度的经验公式,其数学表达式为:Sa=S(1- SmSu) (1)式中:…     

关于粗直径钢丝绳破断拉力特性的探讨

BS 302/P7—1989、ISO 8369—1986、EN 12385-4:2002中粗直径钢丝绳最小破断拉力计算公式在形式上具有高度的相似性。GB/T 20067—2006给出公式显示钢丝绳最小破断拉力与直径的平方比为常数,与钢丝绳强度级别成正比,而从BRIDON、KISWIRE、Usha martin给出数值看,结果并非如此。GB/T 20067—2006的1 960 MPa级6股钢芯钢丝绳最小破断拉力与所述外企给出EIPS级以上钢丝绳相应数值相比,并不呈现恒大或恒小的规律。GB/T 20067—2006给出钢丝绳最小破断拉力数值的可靠性需进一步验证。对粗直径钢丝绳,钢丝尺寸的增大、钢丝直径差异的增大、钢丝强度的升高等因素变化后对钢丝综合性能产生的影响会涉及钢丝绳破断拉力。     

电梯曳引钢丝绳疲劳寿命研究

介绍电梯曳引设计参数和钢丝绳性能、选型以及安装维护对钢丝绳疲劳寿命的影响。随着曳引轮直径减小、绳槽下切口增大、槽角减小、提升速度增加、安全系数降低以及钢丝绳在曳引轮上包角减小,钢丝绳的疲劳寿命都会降低;钢丝绳的硬度应与曳引轮的硬度相匹配;钢丝绳直径减小,其疲劳寿命也降低。结合曳引轮直径、绳槽类型、滑轮等效数量、运行速度和安全系数等电梯曳引设计参数及钢丝和钢丝绳直径、润滑条件等与对应的钢丝绳使用寿命统计分析,给出电梯曳引钢丝绳疲劳寿命近似估算Ken公式。提出了选择合适的曳引轮直径、改善钢丝绳用钢纯净度和定期润滑等提高电梯曳引钢丝绳寿命的措施。     

架空索道钢丝绳断裂原因分析

某水泥厂运送矿石架空索道采用的 34.5NAT6× 7+FC15 2 0重要ZZ钢丝绳 ,负载运行 36 8天后 ,在其正绳部位发生整绳破断。检验分析表明 ,钢丝绳的断裂属性为疲劳断裂 ,疲劳断裂原因是由于钢丝绳在运行过程中受到严重摩擦和弯曲振动载荷 ,使其表面磨损和硬化 ,并在磨损面出现剥落坑和小裂纹 ,成为疲劳源 ,最终导致疲劳断裂