鋼絲繩 疲勞試驗(yàn)方法 征求意見稿

1GB/TXXXXX—XXXX鋼絲繩疲勞試驗(yàn)方法本文件規(guī)定了鋼絲繩彎曲疲勞試驗(yàn)、鋼絲繩索具軸向疲勞試驗(yàn)、鋼絲繩索具拉伸-彎曲復(fù)合疲勞試驗(yàn)試驗(yàn)的等試樣、試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)程序、試驗(yàn)結(jié)果等內(nèi)容。本文件適用于測定鋼絲繩產(chǎn)品、鋼絲繩索具產(chǎn)品相關(guān)疲勞性能的能力。經(jīng)相關(guān)方協(xié)商，其他類型產(chǎn)品的疲勞性能試驗(yàn)也可參照本文件執(zhí)行。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T3075GB/T3159GB/T8358金屬材料疲勞試驗(yàn)軸向力控制方法液壓式萬能試驗(yàn)機(jī)鋼絲繩實(shí)際破斷拉力測定方法GB/T16491GB/T16826GB/T25917電子式萬能試驗(yàn)機(jī)電液伺服萬能試驗(yàn)機(jī)軸向加力疲勞試驗(yàn)機(jī)動態(tài)力校準(zhǔn)JJG556軸向加力疲勞試驗(yàn)機(jī)GB/T12347GB/T30589GB/T38814鋼絲繩彎曲疲勞試驗(yàn)方法鋼絲繩繩端套管壓制索具鋼絲繩索具疲勞試驗(yàn)方法3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。平面單向彎曲疲勞planesinglebendingfatigue試樣在同一平面內(nèi)通過試驗(yàn)輪向一個方向彎曲一定角度的疲勞試驗(yàn)。其原理見圖1。2GB/TXXXXX—XXXX圖1平面單向彎曲疲勞原理示意圖3.2平面雙向（S型）彎曲疲勞planetwo-waybendingfatigue試樣在同一平面內(nèi)通過試驗(yàn)輪向一個方向彎曲一定角度后再反方向彎曲一定角度（即S型彎曲）的疲勞試驗(yàn)，其原理見圖2。圖2平面雙向（S型）彎曲疲勞原理示意圖3.3主動輪driveringpulley安裝在彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)上，并可左右轉(zhuǎn)動一定弧度，以便帶動試樣在有效長度內(nèi)反復(fù)彎曲運(yùn)動的滑輪或卷筒。3.4試驗(yàn)輪testingpulley安裝在彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)上，并可使試樣反復(fù)彎曲一定角度的滑輪，它是疲勞試驗(yàn)機(jī)的關(guān)鍵部件，其輪槽形狀一般如圖3所示。單位為毫米3GB/TXXXXX—XXXX圖3試驗(yàn)輪輪槽形狀示意圖D——試驗(yàn)輪內(nèi)徑；C——試驗(yàn)輪外徑；R——輪槽圓弧半徑；A——一切角。3.5載荷動滑輪loadfree-runningpulley安裝在彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)上，掛在試樣上的滑輪，它與荷重一起，使試樣承受規(guī)定張力。3.6彎曲疲勞循環(huán)cyclesofbendingfatigue試樣在同一平面內(nèi)，完成一個從起點(diǎn)到終點(diǎn)再到起點(diǎn)的單向彎曲或雙向彎曲疲勞的過程。3.7彎曲疲勞次數(shù)reversalsofbendingfatigue每個彎曲疲勞循環(huán)計為彎曲疲勞2次。3.8包角angleofcontact平面單向彎曲疲勞試驗(yàn)中，試樣繞入和繞出試驗(yàn)輪兩點(diǎn)法線所形成的角度。如圖4所示。圖4包角示意圖4GB/TXXXXX—XXXX3.9有效長度effeetivelength鋼絲繩彎曲疲勞試驗(yàn)過程中，通過試驗(yàn)輪，承受疲勞的那一段鋼絲繩長度。3.10彎曲疲勞頻率bendingfatuguerate試樣每分鐘完成的彎曲疲勞次數(shù)。鋼絲繩索具steelwireropesling采用鋼絲繩為主體，末端采用規(guī)定的方法固結(jié)的索具。一般鋼絲繩的固結(jié)方法分為壓制、插編、澆鑄、編織、夾持、楔形套緊固等方式。壓制固結(jié)索具ferrule-securingsling通過壓制一定長度的金屬套管，使其固結(jié)鋼絲繩繩端成特定連接結(jié)構(gòu)的索具。主要的壓制固結(jié)索具有折返式套管壓制索具、對纏式鋼套管壓結(jié)索具、鋼接頭壓結(jié)索具、短圓柱頭壓結(jié)索具、壓制環(huán)形索具、定位索等。3.13澆注索具socketingsling以規(guī)定的固結(jié)介質(zhì)，使鋼絲繩與索節(jié)固結(jié)在一起的索具。常見的有合金澆鑄索具與樹脂澆鑄索插編索具splicingsling以鋼絲繩或股多次穿插鋼絲繩本體方式形成的索具。常見的有眼型插編索具、環(huán)形插編索具、纜繩插編索具。3.15編織索具cablelaidsling主要以一根或多根鋼絲繩互相纏繞或編織的方式制成的索具。常見的有環(huán)索、編織環(huán)形索具、編織眼型索具、編織扁平索具、編織套型索具。3.16夾持索具grip-securedsling采用多個鋼絲繩夾或夾板用壓緊方式固結(jié)鋼絲繩端的索具。3.17楔形套索具wedgesocket-securedsling采用楔形套以楔套與楔塊固結(jié)鋼絲繩末端的索具。3.18復(fù)合型索具slingwithdifferentterminationsattwoends鋼絲繩兩端采用不同方法固結(jié)的索具。4鋼絲繩彎曲疲勞試驗(yàn)4.1試樣4.1鋼絲繩試樣通常應(yīng)在成品輪軸或盤卷上截取，試樣的數(shù)量和長度應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或?qū)嶋H需要確定。當(dāng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程、規(guī)范或協(xié)議另有規(guī)定的，按其規(guī)定執(zhí)行。5GB/TXXXXX—XXXX4.2截取試樣前應(yīng)將截取部位的兩側(cè)牢固捆扎，以防止鋼絲繩松散和股松動；截取試樣、轉(zhuǎn)移或運(yùn)輸樣品過程中應(yīng)采取防護(hù)措施，避免對試樣造成損傷。4.2試驗(yàn)設(shè)備4.2.1試驗(yàn)設(shè)備一般由試驗(yàn)輪、主動輪、導(dǎo)向輪、計數(shù)裝置、傳動系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等部分組成。4.2.2試驗(yàn)輪4.2.2.1試驗(yàn)輪材質(zhì)一般為鑄鋼或工具鋼，當(dāng)試驗(yàn)輪內(nèi)徑D≤100mm時，輪槽內(nèi)表面硬度應(yīng)不小于55HRC，當(dāng)D＞100mm時，輪槽內(nèi)表面硬度應(yīng)不小于40HRC。有特殊要求時，也可采用其他材質(zhì)或硬度的試驗(yàn)輪。4.2.2.2當(dāng)試驗(yàn)輪內(nèi)徑D≤500mm時，輪槽內(nèi)表面粗糙度Ra應(yīng)不大于0.8μm；當(dāng)試驗(yàn)輪內(nèi)徑D＞500mm時，輪槽內(nèi)表面粗糙度Ra應(yīng)不大于1.6μm。4.2.2.3輪槽一般采用圓弧形，經(jīng)供需雙方協(xié)商也可采用其他形狀的輪糟。4.2.2.4圓弧形試驗(yàn)輪各部分尺寸允許偏差見表4.1。表4.1試驗(yàn)輪尺寸偏差單位為毫米鋼絲繩直徑d試驗(yàn)輪外徑C試驗(yàn)輪內(nèi)徑D輪槽圓弧半徑Rd≤1.5+0.050+0.030+0.0101.5＜d≤10+0.50+0.10+0，050d＞100—2‰C+1‰D0+1.004.2.2.5試驗(yàn)輪應(yīng)轉(zhuǎn)動靈活。4.2.3主動輪、導(dǎo)向輪尺寸應(yīng)不小于試驗(yàn)輪；導(dǎo)向輪的布置應(yīng)合理，不得接觸試樣的有效長度。4.2.4試驗(yàn)機(jī)應(yīng)有自動計數(shù)裝置。4.2.5試驗(yàn)機(jī)主動輪的擺動頻率應(yīng)能滿足彎曲疲勞頻率要求。4.2.6試驗(yàn)機(jī)加載系統(tǒng)應(yīng)能滿足試驗(yàn)的要求，可以釆用機(jī)械或荷重對試樣施加張力，張力允許偏差為±2%。4.2.7主動輪上試樣固定裝置應(yīng)牢固可靠，以保證試驗(yàn)過程中試樣不發(fā)生松動。4.2.8試驗(yàn)裝置應(yīng)保證試樣位于同一平面上，并避免試樣與試驗(yàn)輪輪槽兩側(cè)產(chǎn)生摩擦。4.2.9根據(jù)試驗(yàn)條件，控制系統(tǒng)應(yīng)能調(diào)節(jié)彎曲疲勞頻率，允許偏差為士1次/分鐘。4.3試驗(yàn)程序4.3.1一般情況下，試驗(yàn)應(yīng)在10℃~35℃的室溫下進(jìn)行。如有特殊要求，試驗(yàn)溫度為23℃土5℃。4.3.2試驗(yàn)參數(shù)應(yīng)依據(jù)相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)要求的規(guī)定選取，如無規(guī)定，可按以下原則選定。4.3.2.1試驗(yàn)輪根據(jù)試樣的直徑確定試驗(yàn)輪的尺寸：試驗(yàn)輪外徑C≈D+3d；6GB/TXXXXX—XXXX輪槽圓弧半徑R=（O.52～0.55)d；當(dāng)試樣直徑d≤10mm時，試驗(yàn)輪內(nèi)徑D=(9～12)d；d＞10mm時，試驗(yàn)輪內(nèi)徑D=（25～50)d。4.3.2.2張力張力按照式（1)計算：式中1）F——試樣的最小破斷拉力值，單位為千牛(kN)；FJ——-試樣施加的張力值，單位為千牛（kN)；K——安全系數(shù)，可根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范選取。4.3.2.3包角包角一般不超過180°,允許偏差為±2°。4.3.2.4彎曲疲勞頻率—般取20次/min～120次/min。4.3.2.5彎曲疲勞次數(shù)應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)要求的規(guī)定，或由雙方協(xié)議確定。4.3.3試驗(yàn)前應(yīng)檢查試驗(yàn)輪輪槽表面及尺寸，不得有影響使用的缺陷。4.3.4試驗(yàn)輪槽內(nèi)應(yīng)清潔干凈，不得涂油，但在試驗(yàn)過程中由繩芯擠出的油脂是允許的。4.3.5根據(jù)所選取的試驗(yàn)參數(shù)，將試樣安裝到試驗(yàn)機(jī)上，固定端頭，標(biāo)記有效長度，施加張力。4.3.6啟動電源，計數(shù)器復(fù)位回零。4.3.7試驗(yàn)過程中，各種參數(shù)應(yīng)在允許偏差范圍內(nèi)。4.3.8試驗(yàn)過程一般不應(yīng)中斷，下列情況允許中途停機(jī)，但停機(jī)時間應(yīng)不超過15min：——檢查鋼絲繩出現(xiàn)第一根斷絲；——同時試驗(yàn)幾根試樣，取下試驗(yàn)完成的試樣；——檢查鋼絲繩是否達(dá)到規(guī)定斷絲根數(shù)。4.4試驗(yàn)結(jié)果根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)要求，試驗(yàn)至下列情況停機(jī)，試驗(yàn)結(jié)束?！嚇映霈F(xiàn)第一根斷絲時；——試樣一股或全部斷裂時；——試樣一捻距內(nèi)斷絲根數(shù)達(dá)到規(guī)定值時；——試樣彎曲疲勞次數(shù)達(dá)到規(guī)定值時；——其他中止試驗(yàn)的條件達(dá)到時。5鋼絲繩索具軸向疲勞試驗(yàn)5.1試樣5.1.1試樣形式和標(biāo)識7GB/TXXXXX—XXXX鋼絲繩索具試樣應(yīng)按照相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)要求進(jìn)行加工，其常見的鋼絲繩索具試樣形式參見附錄A。試樣應(yīng)標(biāo)識清晰。5.1.2試樣長度5.1.2.1鋼絲繩索具試樣（環(huán)形索具除外）應(yīng)依據(jù)相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)要求的規(guī)定選取，如無規(guī)定，可按以下原則選定，見表5.1。表5.1索具試樣長度表單位為毫米鋼絲繩公稱直徑d5.1.2.2環(huán)形索具的尺寸應(yīng)滿足下列要求：編織環(huán)形索具索環(huán)試樣的周長一般不小于其捻距的5倍。芯部對接點(diǎn)應(yīng)遠(yuǎn)離圓柱銷連接處，處在兩個圓柱銷的中間位置。索環(huán)所用的直徑不小于環(huán)的主體鋼絲繩公稱直徑的4倍或采用合適的繩輪。參見附錄A中的圖A.4。壓制環(huán)形索具試樣應(yīng)有足夠的長度，保證套管部分應(yīng)在圓柱銷的中間位置。套管壓制環(huán)形索具用圓柱銷的直徑不小于鋼絲繩公稱直徑的4倍或采用帶有繩槽的銷子。參見附錄A中的圖A.5。c)短插接環(huán)形索具試樣周長一般不小于鋼絲繩公稱直徑的80倍。長插接環(huán)行索具試樣周長一般不小于鋼絲繩公稱直徑的1000倍。5.1.3試樣的保存和處置試樣要求妥善保存以防止任何的損傷（接觸劃痕，氧化、腐蝕等）和油脂的揮發(fā)與污染。5.2試驗(yàn)設(shè)備5.2.1疲勞試驗(yàn)機(jī)的循環(huán)力準(zhǔn)確度不低于2級，并按照GB/T25917或JJG556進(jìn)行校準(zhǔn)或檢定。5.2.2拉力試驗(yàn)機(jī)可采用滿足GB/T3159要求的液壓式萬能試驗(yàn)機(jī)、滿足GB/T16491要求的電子式萬能試驗(yàn)機(jī)或滿足GB/T16826要求的電液伺服萬能試驗(yàn)機(jī)。5.2.3疲勞試驗(yàn)機(jī)和拉力試驗(yàn)機(jī)應(yīng)同軸，且固定點(diǎn)不應(yīng)旋轉(zhuǎn)而造成鋼絲繩退捻或加捻。5.3試驗(yàn)程序5.3.1一般情況下，試驗(yàn)應(yīng)在10℃~35℃的室溫下進(jìn)行。如有特殊要求，試驗(yàn)溫度為23℃土5℃。5.3.2試驗(yàn)條件5.3.2.1試驗(yàn)頻率試驗(yàn)頻率一般不應(yīng)超過5Hz。對于小規(guī)格索具，試驗(yàn)頻率可以達(dá)到15Hz，但仲裁試驗(yàn)時不應(yīng)超過5Hz。5.3.2.2試驗(yàn)力值范圍試驗(yàn)力值范圍應(yīng)依據(jù)相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)要求的規(guī)定選取，如無規(guī)定，可按以下原則選定，見表5.2。表5.2常見鋼絲繩索具疲勞試驗(yàn)力值范圍表8GB/TXXXXX—XXXX鋼絲繩最小破斷拉力的30%～60%環(huán)5.3.2.3試驗(yàn)次數(shù)試驗(yàn)次數(shù)應(yīng)依據(jù)相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)要求的規(guī)定選取，如無規(guī)定，可按以下原則選定，見表5.3。表5.3常見鋼絲繩索具疲勞試驗(yàn)循環(huán)次數(shù)表5.3.3試驗(yàn)步驟5.3.3.1試樣安裝安裝試樣時應(yīng)仔細(xì)操作，使試樣與試驗(yàn)機(jī)加載方向保持同軸，盡量減少試樣承受規(guī)定軸向應(yīng)力以外的其它應(yīng)力。5.3.3.2施加載荷按照GB/T3075平穩(wěn)施加載荷，不準(zhǔn)許超載。5.3.3.3終止疲勞試驗(yàn)試樣在規(guī)定的循環(huán)應(yīng)力下，連續(xù)試驗(yàn)至試樣失效或達(dá)到規(guī)定循環(huán)次數(shù)則試驗(yàn)終止。5.3.3.4疲勞試驗(yàn)后試樣檢查試驗(yàn)后索具端部無目視可見的變形、裂紋，主體鋼絲繩無斷股等缺陷，錨固區(qū)鋼絲繩無斷絲等缺陷，必要時，經(jīng)雙方協(xié)商可對完成疲勞試驗(yàn)后的試樣進(jìn)行無損檢測。5.3.3.5疲勞試驗(yàn)后破斷拉力試驗(yàn)疲勞性能試驗(yàn)后，應(yīng)對同一根試樣按照GB/T8358規(guī)定的試驗(yàn)速度進(jìn)行破斷拉力試驗(yàn)。5.4結(jié)果判定試樣應(yīng)按相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)要求的規(guī)定進(jìn)行判定。若無具體規(guī)定，應(yīng)同時滿足以下2個要求，則該試樣判定合格。試樣按照疲勞試驗(yàn)要求進(jìn)行試驗(yàn)，并達(dá)到循環(huán)次數(shù)，經(jīng)目視檢查索具端部無目視可見的變形、裂紋，主體鋼絲繩無斷股等缺陷，錨固區(qū)鋼絲繩無斷絲等缺陷；疲勞試驗(yàn)后破斷拉力達(dá)到表5.4所規(guī)定的要求。表5.4疲勞試驗(yàn)后鋼絲繩索具破斷拉力要求9GB/TXXXXX—XXXX6鋼絲繩索具拉伸-彎曲復(fù)合疲勞試驗(yàn)6.1試樣鋼絲繩索具試樣（環(huán)形索具除外）應(yīng)依據(jù)相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)要求的規(guī)定選取，如無規(guī)定，試驗(yàn)索體自由長度(不包括索具內(nèi)鋼絲繩長度)不應(yīng)小于3.5m。6.2試驗(yàn)設(shè)備6.2.1疲勞試驗(yàn)設(shè)備的循環(huán)力準(zhǔn)確度不低于2級，并按照GB/T25917或JJG556進(jìn)行校準(zhǔn)或檢定。6.2.2拉力試驗(yàn)機(jī)可采用滿足GB/T3159要求的液壓式萬能試驗(yàn)機(jī)、滿足GB/T16491要求的電子式萬能試驗(yàn)機(jī)或滿足GB/T16826要求的電液伺服萬能試驗(yàn)機(jī)。6.2.3疲勞試驗(yàn)機(jī)和拉力試驗(yàn)機(jī)應(yīng)同軸，且固定點(diǎn)不應(yīng)旋轉(zhuǎn)而造成鋼絲繩退捻或加捻。6.3試驗(yàn)程序6.3.1拉伸-彎曲復(fù)合疲勞的試驗(yàn)方法包括以下兩種；a）在試驗(yàn)索的中心位置施加外力F，使索體偏離索具中心線，角度偏移為10mrad(設(shè)備容許時，推薦采用5mrad±5mrad周期性變化的彎曲角度，頻率可與索具兩端施加的脈動荷載一致)，然后進(jìn)行2.0×10?次的循環(huán)脈動加截，見圖5；圖5鋼絲繩索具拉伸-彎曲復(fù)合疲勞試驗(yàn)示意（一）b）在試驗(yàn)索索具端面上采用10mrad的楔形墊板，使索體中心線與索具中心線偏離，形成10mrad的角度，然后進(jìn)行2.0×10?次的循環(huán)脈動加載，見圖6。圖6鋼絲繩索具拉伸-彎曲復(fù)合疲勞試驗(yàn)示意（二）6.3.2疲勞試驗(yàn)后試樣檢查試驗(yàn)后索具端部無目視可見的變形、裂紋，主體鋼絲繩無斷股等缺陷，錨固區(qū)鋼絲繩無斷絲等缺陷，必要時，經(jīng)雙方協(xié)商可對完成疲勞試驗(yàn)后的試樣進(jìn)行無損檢測。GB/TXXXXX—XXXX6.3.3疲勞后破斷拉力試驗(yàn)疲勞性能試驗(yàn)后，應(yīng)對同一根