CN114414410A - 一种钢丝疲劳测试方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于钢丝测试方法技术领域，具体涉及一种钢丝疲劳测试方法及其应用，本发明提供了一种钢丝疲劳测试方法，包括以下步骤，将石棉粉和三氧化二铝混匀后，涂抹在两端附着有胶水的待测钢丝上进行烘烤，再进行疲劳测试。本发明提供的测试方法，相较于现有技术，无需预制铝片，适用夹具范围较广，试验结束后样品很容易取出，不会对夹齿造成二次损伤。

Description

一种钢丝疲劳测试方法及其应用
技术领域
本发明属于钢丝机械性能测试技术领域，具体涉及一种钢丝疲劳测试方法及其应用。
背景技术
钢丝因具有高强度、自重轻、弹性好、工作平稳可靠、承受动载和过载能力强以及在高速工作条件下运行和卷绕无噪声等优点，在建筑、矿产、冶金、交通、旅游等国民经济各主要行业和部门得到广泛应用。但在实际使用过程中，由于钢丝的使用寿命往往会受到一定的影响，严重时甚至会出现断裂的现象，对生命财产造成一定的危害。因此，都需要对钢丝的疲劳性能进行测试。
现有技术中，钢丝疲劳测试方法大都是采用试验机夹具直接夹持钢绞线试样两端并拉伸，直至试样破裂。对于高性能化钢丝的测试，目前疲劳试验机夹具的硬度与试验钢的硬度相近，导致夹具在疲劳试验过程中快速磨损，造成样品打滑，断裂在夹具内，导致试验为无效样品。所以目前受到夹具硬度的限制，现有的疲劳试验方案存在以下几点明显不足：(1)样品强度高硬度高造成夹具夹齿快速磨损，一付进口夹具费用约4万元，试验成本巨高；(2)样品易让夹齿夹伤，易断在夹具内，试验成功率低，造成大量无效试验，浪费资源，(3)样品在试验过程中易打滑，试验无法正常进行。
为解决上述技术问题，现有技术中公开了一种用于钢绞线拉伸的夹具，其中公开了在两夹板上分别设置对称的V型槽，所述V型槽内放置用于加持钢绞线的铝片，在铝片的朝向钢绞线的一侧表面设置金刚砂层。
但是现有技术中，铝片需要根据试样和V型夹具规格选择合适的厚度和尺寸并折成一定的角度，才能使用，过程繁琐。另外，在完成试验后，铝片因受力变形卡入V型槽内，很难取出，需靠敲打的方式一节一节的取出，费时，费力，而在整个过程中易把夹齿敲坏，造成夹具报废。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术制作的铝片需根据试样和夹具V型槽规格进行调整、比较繁琐，以及测试后铝片卡在V型槽内，很难取出，取出过程容易造成夹具损坏的缺陷，从而提供一种钢丝疲劳测试方法及其应用。
为此，本发明提供了以下技术方案，
本发明提供了一种钢丝疲劳测试方法，包括以下步骤，
在待测样品加持部位涂抹胶水，将石棉粉和三氧化二铝混合，涂敷在胶水表面，烘烤，进行疲劳测试。
可选的，所述三氧化二铝为颗粒状；
和/或，粒径为0.5-1mm。
可选的，所述石棉粉和三氧化二铝的质量比为(1-2)：(8-9)。
可选的，所述石棉粉和三氧化二铝涂敷的厚度为2-3mm，长度为40-70mm；
和/或，所述胶水包括聚醋酸乙烯乳液、中性硅酮耐候胶、粘钢结构胶中的至少一种。
本发明所用胶水都是领域内常规胶水，典型非限定性的，所述聚醋酸乙烯乳液满足把石棉粉和三氧化二铝粘住要求即可，例如，可以是AB胶；所述中性硅酮耐候胶满足把石棉粉和三氧化二铝粘住要求即可，例如，可以是环氧树脂；所述粘钢结构胶满足把石棉粉和三氧化二铝粘住要求即可，例如，可以是百得胶。
可选的，所述胶水的涂抹厚度为0.2-0.5mm；
和/或，所述胶水分3-5次进行涂抹。
可选的，所述烘烤温度为40-50℃；
和/或，所述烘烤时间为1-2h，烘烤时间若是太长，则会导致胶水表面因干的太快出现裂纹，影响粘结力；烘烤时间若是太短，则会导致胶水表面未干透易吸潮，影响粘结力。
可选的，还包括在烘烤后还需进行防潮。
防潮的目的是为了保证涂层与样品结合牢固。
可选的，所述防潮时间为20-28h；
和/或，所述防潮温度为20-30℃。
可选的，还包括涂抹胶水之前先对待测样品进行清洁。
本发明还提供了一种上述的钢丝疲劳测试方法在2300Mpa以上缆索钢丝中的应用。
本发明提供的技术方案，具有如下优点，
1.本发明提供了一种钢丝疲劳测试方法，包括以下步骤，将石棉粉和三氧化二铝混合后，涂抹在两端附着有胶水的待测钢丝上进行烘烤，再进行疲劳测试。本发明提供的测试方法，相较于现有技术，无需预制铝片，适用夹具范围较广，试验结束后样品很容易取出，不会对夹齿造成二次损伤。
2.本发明提供的钢丝疲劳测试方法，未让夹具与试样直接接触，避免了夹持的损伤，并且石棉粉和三氧化二铝可增加夹具与样品间的摩擦力，避免试样打滑。
3.本发明提供的钢丝疲劳测试方法，相较于传统试验方法，大大提高了试验成功率，大幅度降低了试验成本，节约了试验时间。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
为了便于实施例和对比例之间的数据对比，实施例和对比例中采用的待测钢丝都为直径为5.2mm，抗拉强度为2341Mpa，牌号为92Si的缆索钢作为试验钢种；
聚醋酸乙烯乳液由江苏七叶厂家提供，规格为5公斤；
疲劳试验机由INSTRON厂家提供，型号为8801。
实施例1
本实施例提供了一种钢丝疲劳测试方法，包括以下步骤，
1.使用清洁剂将待测钢丝两端夹持部位进行清洁；
2.将90g粒径为0.5-1mm的三氧化二铝和10g石棉粉混匀；
3.将聚醋酸乙烯乳液均匀涂抹在清洁后的待测钢丝两端夹持部位，涂抹次数为3次，涂抹厚度为0.5mm；
4.将石棉粉和三氧化二铝的混合物涂抹在附着有胶水的待测钢丝两端，厚度为3mm，长度为50mm，得到样品；
5.将样品放入烘箱中在50℃下烘烤1h；
6.将烘烤后的样品放入电子防潮箱中，设定湿度为30％，时间为24h，温度为20℃；
7.将除湿后的样品装入疲劳试验机8mm规格的v型夹具内，调节夹具压力至200bar，夹紧疲劳试验机液压夹具，依据GB/T 21839-2019编制试验方法，设定最大应为1057Mpa，应力幅为757Mpa，频率为10Hz循环周次为300万，进行疲劳测试。
实施例2
本实施例提供了一种钢丝疲劳测试方法，包括以下步骤，
1.使用清洁剂将待测钢丝两端夹持部位进行清洁；
2.将90g粒径为0.5-1mm的三氧化二铝和10g石棉粉混匀；
3.将聚醋酸乙烯乳液均匀涂抹在清洁后的待测钢丝两端夹持部位，涂抹次数为3次，涂抹厚度为0.2mm；
4.将石棉粉和三氧化二铝的混合物涂抹在附着有胶水的待测钢丝两端，厚度为2mm，长度为40mm，得到样品；
5.将样品放入烘箱中在40℃下烘烤1h；
6.将烘烤后的样品放入电子防潮箱中，设定湿度为40％，时间为1h，温度为30℃；
7.将除湿后的样品装入疲劳试验机5mm规格的v型夹具内，调节夹具压力至200bar，夹紧疲劳试验机液压夹具，依据GB/T 21839-2019编制试验方法，设定最大应为1057Mpa，应力幅为757Mpa，频率为10Hz循环周次为300万，进行疲劳测试。
实施例3
本实施例提供了一种钢丝疲劳测试方法，包括以下步骤，
1.使用清洁剂将待测钢丝两端夹持部位进行清洁；
2.将80g粒径为0.5-1mm的三氧化二铝和20g石棉粉混匀；
3.将聚醋酸乙烯乳液均匀涂抹在清洁后的待测钢丝两端夹持部位，涂抹次数为5次，涂抹厚度为3mm；
4.将石棉粉和三氧化二铝的混合物涂抹在附着有胶水的待测钢丝两端，厚度为3mm，长度为70mm，得到样品；
5.将样品放入烘箱中在50℃下烘烤2h，温度为30℃；
6.将烘烤后的样品放入电子防潮箱中，设定湿度为40％，时间为24h；
7.将除湿后的样品装入疲劳试验机10mm规格的v型夹具内，调节夹具压力至200bar，夹紧疲劳试验机液压夹具，依据GB/T 21839-2019编制试验方法，设定最大应为1057Mpa，应力幅为757Mpa，频率为10Hz循环周次为300万，进行疲劳测试。
实施例4
本实施例提供了一种钢丝疲劳测试方法，包括以下步骤，
1.使用清洁剂将待测钢丝两端夹持部位进行清洁；
2.将85g粒径为0.5-1mm的三氧化二铝和15g石棉粉混匀；
3.将聚醋酸乙烯乳液均匀涂抹在清洁后的待测钢丝两端夹持部位，涂抹次数为4次，涂抹厚度为0.35mm；
4.将石棉粉和三氧化二铝的混合物涂抹在附着有胶水的待测钢丝两端，厚度为2.5mm，长度为55mm，得到样品；
5.将样品放入烘箱中在35℃下烘烤1.5h，温度为25℃；
6.将烘烤后的样品放入电子防潮箱中，设定湿度为40％，时间为24h；
7.将除湿后的样品装入疲劳试验机8mm规格的v型夹具内，调节夹具压力至200bar，夹紧疲劳试验机液压夹具，依据GB/T 21839-2019编制试验方法，设定最大应为1057Mpa，应力幅为757Mpa，频率为10Hz循环周次为300万，进行疲劳测试。
实施例5
本实施例提供了一种钢丝疲劳测试方法，包括以下步骤，
1.使用清洁剂将待测钢丝两端夹持部位进行清洁；
2.将90g粒径为0.5-1mm的三氧化二铝和10g石棉粉混匀；
3.将中性硅酮耐候胶均匀涂抹在清洁后的待测钢丝两端夹持部位，涂抹次数为3次，涂抹厚度为0.5mm；
4.将石棉粉和三氧化二铝的混合物涂抹在附着有胶水的待测钢丝两端，厚度为3mm，长度为50mm，得到样品；
5.将样品放入烘箱中在50℃下烘烤1h，温度为20℃；
6.将烘烤后的样品放入电子防潮箱中，设定湿度为40％，时间为24h；
7.将除湿后的样品装入疲劳试验机8mm规格的v型夹具内，调节夹具压力至200bar，夹紧疲劳试验机液压夹具，依据GB/T 21839-2019编制试验方法，设定最大应为1057Mpa，应力幅为757Mpa，频率为10Hz循环周次为300万，进行疲劳测试。
实施例6
本实施例提供了一种钢丝疲劳测试方法，包括以下步骤，
1.使用清洁剂将待测钢丝两端夹持部位进行清洁；
2.将90g粒径为0.5-1mm的三氧化二铝和10g石棉粉混匀；
3.将聚醋酸乙烯乳液均匀涂抹在清洁后的待测钢丝两端夹持部位，涂抹次数为3次，涂抹厚度为0.5mm；
4.将石棉粉和三氧化二铝的混合物涂抹在附着有胶水的待测钢丝两端，厚度为3mm，长度为50mm，得到样品；
5.将样品放入烘箱中在50℃下烘烤1h，温度为20℃；
6.将除湿后的样品装入疲劳试验机8mm规格的v型夹具内，调节夹具压力至200bar，夹紧疲劳试验机液压夹具，依据GB/T 21839-2019编制试验方法，设定最大应为1057Mpa，应力幅为757Mpa，频率为10Hz循环周次为300万，进行疲劳测试。
对比例1
本对比例提供了一种钢丝疲劳测试方法，包括以下步骤，
将试验样品装入疲劳试验机8mm规格的v型夹具内，调节夹具压力至200bar，夹紧疲劳试验机液压夹具，依据GB/T 21839-2019编制试验方法，设定最大应为1057Mpa，应力幅为757Mpa，频率为10Hz循环周次为300万，进行疲劳测试。
对比例2
本对比例提供了一种钢丝疲劳测试方法，包括以下步骤，
先将铝片折成一定角度，在铝片朝向试样的一侧表面设置金刚砂层，然后随试验样品一起装入疲劳试验机8mm规格的v型夹具内，调节夹具压力至200bar，夹紧疲劳试验机液压夹具，依据GB/T 21839-2019编制试验方法，设定最大应为1057Mpa，应力幅为757Mpa，频率为10Hz循环周次为300万，进行疲劳测试。
测试例
对实施例1-6和对比例1采用的测试方法进行钢丝疲劳测试，直至夹具损坏，记录使用次数。
测试结果如下：
Figure BDA0003490057760000091
通过上述试验可以看出，实施例1-4使用聚醋酸乙烯乳液比实施例5使用中性硅酮耐候胶效果好。实施例6未进行除湿夹具使用寿命有所降低。对比例1直接夹持造成夹具使用1次报废，对比例2在试验后取下铝片过程中造成夹齿损坏。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种钢丝疲劳测试方法，其特征在于，包括以下步骤，
在待测样品加持部位涂抹胶水，将石棉粉和三氧化二铝混合，涂敷在胶水表面，烘烤，进行疲劳测试。
2.根据权利要求1所述的钢丝疲劳测试方法，其特征在于，所述三氧化二铝为颗粒状；
和/或，所述三氧化二铝的粒径为0.5-1mm。
3.根据权利要求1-2任一项所述的钢丝疲劳测试方法，其特征在于，所述石棉粉和三氧化二铝的质量比为(1-2)：(8-9)。
4.根据权利要求3所述的钢丝疲劳测试方法，其特征在于，所述石棉粉和三氧化二铝涂敷的厚度为2-3mm，长度为40-70mm；
和/或，所述胶水包括聚醋酸乙烯乳液、中性硅酮耐候胶、粘钢结构胶中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的钢丝疲劳特使方法，其特征在于，所述胶水的涂抹厚度为0.2-0.5mm；
和/或，所述胶水分3-5次进行涂抹。
6.根据权利要求1所述的钢丝疲劳测试方法，其特征在于，所述烘烤温度为40-50℃；
和/或，所述烘烤时间为1-2h。
7.根据权利要求1-6任一项所述的钢丝疲劳测试方法，其特征在于，还包括在烘烤后进行防潮处理。
8.根据权力要求7所述的钢丝疲劳测试方法，其特征在于，所述防潮时间为20-28h；
和/或，所述防潮温度为20-30℃。
9.根据权利要求1-8任一项所述的钢丝疲劳测试方法，其特征在于，还包括涂抹胶水之前对待测样品进行清洁。
10.一种权利要求1-9任一项所述的钢丝疲劳测试方法在2300Mpa以上缆索钢丝中的应用。
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