發(fā)布時(shí)間：2020-12-06 22:00

　　我國(guó)北方60%以上礦井水為酸性電解質(zhì)溶液,礦井提升過(guò)程中提升鋼絲繩承受循環(huán)拉伸、彎曲、扭轉(zhuǎn)載荷及酸性電解質(zhì)溶液的淋水效應(yīng),導(dǎo)致酸性溶液中鋼絲拉扭復(fù)合微動(dòng)疲勞,即微動(dòng)磨損、疲勞裂紋擴(kuò)展及電化學(xué)腐蝕,造成鋼絲的截面損失和斷絲現(xiàn)象,最終導(dǎo)致鋼絲繩失效斷裂,引發(fā)井毀人亡的惡性墜罐事故。因此,開(kāi)展酸性溶液中鋼絲礦用鋼絲拉扭復(fù)合微動(dòng)疲勞裂紋擴(kuò)展演化和電化學(xué)腐蝕行為研究,對(duì)提高鋼絲繩服役壽命、保障礦井提升安全可靠性具有重要意義。本文通過(guò)自制鋼絲拉扭復(fù)合微動(dòng)腐蝕疲勞裝置,揭示了不同拉扭復(fù)合微動(dòng)疲勞參數(shù)(接觸載荷、扭轉(zhuǎn)角、加載頻率、應(yīng)力比及應(yīng)力幅)下鋼絲摩擦磨損特性(滯后回線、摩擦系數(shù)、磨損深度及表面微觀磨損形貌),揭示了不同拉扭復(fù)合微動(dòng)疲勞參數(shù)下鋼絲的疲勞裂紋擴(kuò)展特性(裂紋輪廓、擴(kuò)展深度及擴(kuò)展速率);結(jié)合電化學(xué)分析儀探究了酸性溶液中不同微動(dòng)參數(shù)對(duì)鋼絲的電化學(xué)腐蝕特性(極化曲線、阻抗譜等)影響規(guī)律;解析了鋼絲的磨損、疲勞及電化學(xué)交互作用機(jī)理,構(gòu)建了酸性溶液中鋼絲拉扭復(fù)合微動(dòng)疲勞壽命預(yù)測(cè)模型。結(jié)果表明:接觸載荷、扭轉(zhuǎn)角、應(yīng)力幅的增加及加載頻率的降低,加劇鋼絲微動(dòng)磨損、裂紋擴(kuò)展速率,降低了鋼絲耐蝕性;應(yīng)力比... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：134 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

不同載荷下裂紋擴(kuò)展方式

圖 1-1 不同載荷下裂紋擴(kuò)展方式re 1-1 Crack Propagation Mode under Different Load展的三種類(lèi)型中：Ⅰ型裂紋，稱(chēng)為張開(kāi)型。裂紋在正應(yīng)力的作用下，上下表面的位移使見(jiàn)的、最易于引起斷裂破壞發(fā)生的裂紋[17]切應(yīng)力 的作用下，裂紋擴(kuò)展方向垂直于裂Ⅲ型裂紋，稱(chēng)為撕開(kāi)型。在面外剪切應(yīng)力 力垂直，并平行于裂紋前緣。要使裂紋擴(kuò)展拉應(yīng)力才能引起裂紋的張開(kāi)型擴(kuò)展。裂紋的擴(kuò)展過(guò)程，許多學(xué)者建立其不同的擴(kuò)展模型可分為如圖所示的三個(gè)區(qū)域[18]，分別區(qū)（Ⅱ型）和快速擴(kuò)展區(qū)（Ⅲ型），三個(gè)區(qū)的值th△K 的區(qū)域?yàn)槎塘鸭y的擴(kuò)展區(qū)域，此時(shí)區(qū)中擴(kuò)展速率較快，在整個(gè)裂紋擴(kuò)展過(guò)程中

碩士學(xué)位論文2 實(shí)驗(yàn)與測(cè)試裝置2 Test and experimental apparatus2.1 鋼絲拉扭復(fù)合微動(dòng)腐蝕疲勞實(shí)驗(yàn)裝置（Multiaxial FrettingCorrosion Fatigue Test Apparatus for Steel Wire）鋼絲拉扭復(fù)合微動(dòng)腐蝕疲勞裝置包括鋼絲拉扭復(fù)合微動(dòng)疲勞試驗(yàn)機(jī)及電化學(xué)工作站，鋼絲拉扭復(fù)合微動(dòng)疲勞試驗(yàn)機(jī)用于開(kāi)展拉扭微動(dòng)疲勞下鋼絲裂紋擴(kuò)展演化實(shí)驗(yàn)，電化學(xué)工作站用于開(kāi)展鋼絲電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)，兩者結(jié)合開(kāi)展酸性溶液下鋼絲拉扭微動(dòng)疲勞壽命研究。鋼絲拉扭復(fù)合微動(dòng)疲勞實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖如圖 2-1 所示，該實(shí)驗(yàn)機(jī)主要由拉扭復(fù)合微動(dòng)系統(tǒng)、支架系統(tǒng)、腐蝕系統(tǒng)以及信號(hào)采集系統(tǒng)構(gòu)成[93]。

【參考文獻(xiàn)】：
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