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。

反复张力下V形切口圆条的表面裂纹的疲劳扩展(英文)

研究目的:在相同的反复张力下,研究V形切口圆条表面裂纹的疲劳扩展规律。研究方法:1.构建V形切口圆条模型(图1),基于线性二次元将模型表面离散成一个个网格点(图2);2.以AZ-6A-T5镁合金为例,利用J积分计算应力强度因数,利用NASGRO裂纹增长率模拟裂纹的疲劳扩展;3.通过研究不同的裂纹纵横比和对应的应力强度因数之间的相关性来研究裂纹的扩展。重要结论:1.在裂纹扩展时裂纹纵横比的初始值对断裂形状的发展有重要影响;2.裂纹纵横比对疲劳负荷寿命的作用比缺口半径更加明显;3.当裂纹前缘演变成一条直线形时可观察到不稳定的裂纹扩展;4.裂纹深度一定时,断裂纵横比越小,疲劳负荷寿命越短;5.当裂纹纵横比为0.6–0.7时,出现了不稳定的裂纹扩展。