悬索桥主缆平行钢丝动态接触与滑移机理研究

• 作者: 王大刚 朱辉龙 高文丽 张德坤 谭佃龙 赵霞
• 来源期刊: 机械工程学报
• 关键词: 悬索桥主缆 平行钢丝 动态接触与滑移 原位观测
• 年，卷（期）: 2021,（11）
• 所属期刊栏目: 数字化设计与制造
• 页码范围: 228-242
• 页数: 15页
• 分类号: TH117
• 语种: 中文
• DOI: 10.3901/JME.2021.11.228

摘要

为揭示悬索桥主缆钢丝动态接触与滑移机理,运用自制钢丝动态接触与滑移试验台开展单摩擦周期中平行钢丝间动态接触与滑移试验,通过高速度数码显微系统原位观测、扫描电子显微镜、能谱仪和有限元仿真揭示了平行钢丝间动态接触和滑移特性(横向滑移、纵向变形、接触状态、摩擦力、摩擦因数、应力分布)及磨损机理(磨痕形貌和元素分布)及其受到横向和纵向接触位置、循环周次、滑移幅值和接触载荷的影响规律.结果 表明:在单摩擦周期中,钢丝间动态接触状态均为黏着-完全滑移-黏着-完全滑移,钢丝横向滑移和摩擦力均呈增加-稳定-减小-稳定-增加的变化趋势,上、下钢丝纵向变形总体呈相反变化趋势.固定的下钢丝沿上钢丝运行方向的横向位置及与接触面距离增大方向的纵向位置的横向滑移和纵向变形均降低.循环周次增加导致下钢丝的横向滑移和纵向变形均增加,摩擦因数呈增加-减小-增加-稳定变化趋势,磨损机理包括黏着磨损、磨粒磨损、挤压磨损、疲劳磨损.滑移幅值和接触载荷的增加均导致冲程第2阶段下钢丝横向变形均值增大,分别导致上、下钢丝纵向变形波动幅值增大、纵向变形差异性变化,摩擦因数分别增大和降低,磨损机理包括黏着磨损、挤压磨损、疲劳磨损和磨粒磨损.