發(fā)布時間：2020-12-06 22:00

　　我國北方60%以上礦井水為酸性電解質(zhì)溶液,礦井提升過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)合微動疲勞,即微動磨損、疲勞裂紋擴展及電化學(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,開展酸性溶液中鋼絲礦用鋼絲拉扭復(fù)合微動疲勞裂紋擴展演化和電化學(xué)腐蝕行為研究,對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。本文通過自制鋼絲拉扭復(fù)合微動腐蝕疲勞裝置,揭示了不同拉扭復(fù)合微動疲勞參數(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)合微動疲勞參數(shù)下鋼絲的疲勞裂紋擴展特性(裂紋輪廓、擴展深度及擴展速率);結(jié)合電化學(xué)分析儀探究了酸性溶液中不同微動參數(shù)對鋼絲的電化學(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)交互作用機理,構(gòu)建了酸性溶液中鋼絲拉扭復(fù)合微動疲勞壽命預(yù)測模型。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,加劇鋼絲微動磨損、裂紋擴展速率,降低了鋼絲耐蝕性;應(yīng)力比... 

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

【文章頁數(shù)】：134 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同載荷下裂紋擴展方式

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

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

【參考文獻】：
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