(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210379740.5 (22)申请日 2022.04.12 (71)申请人 东南大学 地址 211189 江苏省南京市江宁区东 南大 学路2号 (72)发明人 廖恒成　杨墨瞳　陈骥赢　李广敬　 钱龙杰　 (74)专利代理 机构 南京苏高专利商标事务所 (普通合伙) 32204 专利代理师 柏尚春 (51)Int.Cl. G01N 3/32(2006.01) G01N 3/02(2006.01) G01N 3/04(2006.01) (54)发明名称 一种钢丝绳微动疲劳磨损模拟装置及评价 方法 (57)摘要 本发明公开了一种钢丝绳微动疲劳磨损模 拟装置及评价方法， 该装置包括试验台、 控制系 统， 设置于试验台上用于锚固钢丝绳的锚固装 置， 试验台的上下方对称设有加载系统， 加载系 统上分别设有用于夹紧锚固装置的夹头及夹具； 锚固装置包括本体， 本体上贯穿有相连通的第一 容腔、 第二容腔， 第一容腔直径与钢丝绳契合， 用 于使钢丝绳中保持原始状态的部分穿过； 第二容 腔直径为钢丝绳直径两倍， 用于使钢丝绳中股 ‑ 丝呈分散状态的部分穿过。 本发 明可模拟钢丝绳 在实际工 况下的载荷状况， 根据微动疲劳磨损实 验后钢丝绳力学性能损伤状况、 剥开后钢丝绳中 股‑丝的力学性能损伤状况来评价钢丝绳微动疲 劳磨损对钢丝绳力学性能及钢丝绳寿 命的影响。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 115046870 A 2022.09.13 CN 115046870 A 1.一种钢丝绳微动疲劳磨损模拟装置， 包括试验台、 控制系统， 其特征在于， 还包括设 置于试验台上用于锚固钢丝绳的锚固装置(6)， 所述试验台的上下方对称设置有加载系统， 两个加载系统上分别设有用于夹紧锚固装置(6)的夹紧装置； 所述锚固装置(6)包括本体， 所述本体上贯穿有相连通的第一容腔、 第二容腔， 所述第一容腔用于使钢丝绳 中保持原始 状态的部分(5)穿过， 所述第二容腔用于使钢丝绳中股 ‑丝呈分散状态的部分(14)穿过； 所 述第一容腔的直径与钢丝绳的直径相同， 所述第二 容腔的直径大于钢丝绳的直径。 2.根据权利要求1所述的钢丝绳微动疲劳磨损模拟装置， 其特征在于， 所述第 一容腔的 长度小于第二 容腔的长度。 3.根据权利要求1所述的钢丝绳微动疲劳磨损模拟装置， 其特征在于， 所述第 一容腔的 长度为第二 容腔长度的1:3 ‑1:4。 4.根据权利要求1所述的钢丝绳微动疲劳磨损模拟装置， 其特征在于， 所述第 二容腔的 直径为钢丝绳直径的2倍。 5.根据权利要求1所述的钢丝绳微动疲劳磨损模拟装置， 其特征在于， 所述本体为螺 栓， 所述第一 容腔穿过螺 栓头向螺栓杆延伸， 所述第二 容腔设置 于螺栓杆内。 6.根据权利要求1所述的钢丝绳微动疲劳磨损模拟装置， 其特征在于， 所述夹 紧装置包 括固定于加载系统上的夹头、 固定于夹头上用于夹紧锚固装置(6)的夹具； 所述夹具随加载 系统控制实现夹紧。 7.一种利用钢丝绳微动疲劳磨损模拟装置评价钢丝绳磨损情况的方法， 其特征在于， 包括以下步骤： (A)将钢丝绳上下两端的对应位置处分别保持一段长度的原始钢丝绳、 一段长度的股 ‑ 丝呈分散状态的钢丝绳， 分别通过锚固装置(6)固定， 然后将两个锚固装置(6)分别夹紧于 夹紧装置上； (B)调整上下两个载荷系统之间的距离， 使钢丝绳在试验台上受轴向拉力， 然后锁死上 载荷系统； 通过控制系统设置微动疲劳磨损的实验参数， 对夹紧装置的位置及初载进行清 零处理； (D)通过控制系统控制下载荷系统对钢丝绳进行轴向拉伸加载/缷载， 按设置的实验参 数进行微动疲劳磨损实验； 控制系统采集不同的传感器输出信号， 并记录于控制系统内， 获 取不同微动疲劳磨损实验参数 下钢丝绳的轴向位移及轴向拉力随加载次数的变化； (E)重复步骤(A ‑D)， 对钢丝绳进行微动疲劳磨损的载荷水平与微动次数的正交试验， 采集不同传感器输出信号， 并记录 于控制系统内； (F)对步骤(E)中完成正交试验的钢丝绳进行力学性能测试； 结合采集的数据进行计 算、 对比和分析， 评价钢丝绳的力学性能损失情况及微动疲劳磨损后寿命； (G)将步骤(E)中完成正交试验后的钢丝绳剥开， 观察钢丝绳内部股 ‑丝在微动疲劳磨 损后的断裂情况， 对断丝、 断股数进行统计， 并对钢丝绳剥开后完整的股 ‑丝进行力学性能 测定； (H)对步骤(G)中所测定钢丝绳内部股 ‑丝力学性能进行统计分析， 评价钢丝绳在不同 工况下所受到的微动疲劳磨损状况及其对钢丝绳力学性能的影响。 8.根据权利要求7所述利用钢丝绳微动疲劳磨损模拟装置评价钢丝绳磨损情况的方 法， 其特征在于， 步骤(c)中， 冲击载荷工况下加载方式为： 0 ‑(0.35～0.6)ftpk， 其中ftpk为权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115046870 A 2钢丝绳破断力， 频率为0.5Hz， 加载次数为2500 ‑20000次； 微风震动载荷工况下加载方式： 0.35ftpk‑(0.45～0.6)ftpk， 频率 为5‑10Hz， 加载次数为25 000‑2000000次。 9.根据权利要求7所述利用钢丝绳微动疲劳磨损模拟装置评价钢丝绳磨损情况的方 法， 其特征在于， 步骤(A)中， 使用环氧树脂固定胶(13)对第一容腔、 第二容腔进行灌注， 待 固化后完成对钢丝绳的锚固。 10.根据权利要求7所述利用钢丝绳微动疲劳磨损模拟装置评价钢丝绳磨损情况的方 法， 其特征在于， 步骤(H)中， 根据断丝数量、 股 ‑丝力学性能损伤以及钢丝绳力 学性能损伤 来评价钢丝绳在不同工况 下所受到的微动疲劳磨损状况及其对钢丝绳力学性能的影响。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115046870 A 3