[發(fā)明專利]一種纜索鋼絲間彎曲微動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置及其試驗(yàn)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210400291.8
• 申請(qǐng)日: 2022-04-16
• 公開（公告）號(hào): CN114858629A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉中祥;郭彤;徐偉杰;劉杰;李川;任泓宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/32
• 分類號(hào): G01N3/32;G01N3/20;G01N3/02
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 馬嚴(yán)龍

本發(fā)明公開了一種纜索鋼絲間彎曲微動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置及其試驗(yàn)方法，包括微動(dòng)疲勞裝置、加載裝置、固定裝置及測(cè)試體系；所述微動(dòng)疲勞裝置包括兩支撐夾具和被支撐的加載夾具，主要由連續(xù)或非連續(xù)夾具基座、錨具、施壓螺桿等組成；所述加載裝置由作動(dòng)器及加載桿構(gòu)成；所述固定裝置由可設(shè)定摩擦角的底座、固定架、調(diào)位螺母及固定螺栓構(gòu)成；所述測(cè)試系統(tǒng)由錨索計(jì)、壓力傳感器及作動(dòng)器中的力和位移監(jiān)測(cè)部件構(gòu)成；鋼絲間切向力由作動(dòng)器反饋的力和位移及鋼絲初始接觸點(diǎn)間的距離確定。本發(fā)明考慮幾何螺旋構(gòu)造影響,實(shí)現(xiàn)不同微動(dòng)摩擦角、側(cè)向應(yīng)力、疲勞應(yīng)力下纜索鋼絲間彎曲微動(dòng)疲勞試驗(yàn)及其同步試驗(yàn)，定量測(cè)量以研究彎曲微動(dòng)疲勞破壞機(jī)理，評(píng)價(jià)纜索鋼絲性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于試驗(yàn)裝置領(lǐng)域，涉及一種纜索鋼絲間彎曲微動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置及其試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)

由鋼絲制作加工形成的索承橋梁纜索、空中結(jié)構(gòu)纜繩以及提升系統(tǒng)牽引繩廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)設(shè)施和機(jī)械設(shè)備中。作為關(guān)鍵受力和傳力構(gòu)件，纜索中鋼絲的性能和壽命直接影響著結(jié)構(gòu)的工作性能及安全運(yùn)營(yíng)。然而，在長(zhǎng)期的使用過程中，纜索鋼絲間以及鋼絲與接觸構(gòu)件之間不可避免地所受反復(fù)彎曲拉伸變形和微動(dòng)疲勞作用。這種彎曲微動(dòng)疲勞作用會(huì)引發(fā)纜索鋼絲間，特別是螺旋鋼絲間，發(fā)生彎曲微動(dòng)損傷、斷裂破壞，甚至?xí)l(fā)纜索或鋼絲繩的斷裂失效，造成災(zāi)難性的事故。因此，查明纜索鋼絲間彎曲微動(dòng)疲勞及破壞機(jī)理和定量評(píng)價(jià)鋼絲的彎曲微動(dòng)疲勞壽命，對(duì)掌握纜索、纜繩、牽引繩等鋼絲制品的使用性能和安全狀況具有重要作用，同時(shí)也有助于促進(jìn)鋼絲制品的性能優(yōu)化。

所以，提出一種纜索鋼絲間彎曲微動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置及方法，定量測(cè)試彎曲微動(dòng)疲勞過程中微動(dòng)位移幅值、荷載及其變化情況、摩擦角等參數(shù)的作用及其影響，以揭示鋼纜索彎曲微動(dòng)疲勞機(jī)理、反演鋼絲的彎曲微動(dòng)疲勞演化過程和定量評(píng)價(jià)鋼絲的彎曲微動(dòng)疲勞性能及壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的提供一種纜索鋼絲間彎曲微動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置及其試驗(yàn)方法，能夠?qū)崿F(xiàn)不同微動(dòng)摩擦角、不同側(cè)向應(yīng)力、不同疲勞應(yīng)力、考慮幾何螺旋構(gòu)造影響的鋼絲的彎曲微動(dòng)疲勞試驗(yàn)，同時(shí)解決了兩個(gè)微動(dòng)疲勞試驗(yàn)的同步試驗(yàn)和定量測(cè)量的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種纜索鋼絲間彎曲微動(dòng)疲勞試驗(yàn)裝置，包括微動(dòng)疲勞裝置、加載裝置、固定裝置及測(cè)試系統(tǒng)；

固定裝置包括底座和固定架，底座上具有設(shè)定摩擦角的固定螺栓，所述固定架上具有可調(diào)節(jié)高度的調(diào)位螺母；

微動(dòng)疲勞裝置包括聯(lián)合使用且結(jié)構(gòu)相同的第一支撐夾具和第二支撐夾具，以及被支撐的加載夾具，第一支撐夾具和第二支撐夾具安裝于底座，通過固定螺栓和固定螺帽調(diào)節(jié)位置后定位，加載夾具安裝于固定架上；

加載裝置包括可施加往復(fù)推力的加載桿，加載桿安裝于加載夾具上，加載桿頂部設(shè)有提供往復(fù)推力的作動(dòng)器，加載桿下壓測(cè)試鋼絲，切向力由作動(dòng)器監(jiān)測(cè)的力和位移以及測(cè)試鋼絲和副鋼絲初始接觸點(diǎn)間鋼絲的直線距離計(jì)算；

測(cè)試系統(tǒng)包括錨索計(jì)、壓力傳感器及作動(dòng)器中的力和位移監(jiān)測(cè)部件，錨索計(jì)用于檢測(cè)測(cè)試鋼絲，壓力傳感器用于檢測(cè)副鋼絲。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案，第一支撐夾具和第二支撐夾具包括連續(xù)夾具基座，連續(xù)夾具基座頂部具有條形的槽道一，副鋼絲置于槽道一中，槽道一中間位置具有缺口槽，測(cè)試鋼絲的一部分置于缺口槽中，缺口槽的槽向與槽道一相互垂直，所述連續(xù)夾具基座的一端的錨固板一，錨固板一上具有錨具一，所述連續(xù)夾具基座另一端為固定端板一，固定端板一上具有定位副鋼絲的固定蓋板一，所述連續(xù)夾具基座底部的定位柱。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案，加載夾具底面兩側(cè)各設(shè)有一個(gè)非連續(xù)夾具基座，非連續(xù)夾具基座的下表面為條形的槽道二，測(cè)試鋼絲置于兩個(gè)非連續(xù)夾具基座的槽道二中，槽道二與槽道一相對(duì)設(shè)置，其中一個(gè)非連續(xù)夾具基座的外側(cè)具有錨固板二，錨固板二上具有錨具二，其中另一個(gè)非連續(xù)夾具基座的外側(cè)具有固定端板二，固定端板二上具有定位測(cè)試鋼絲的固定蓋板二，所述加載夾具上還設(shè)有用于將測(cè)試鋼絲限位于缺口槽中的壓螺桿。