表面损伤对不锈钢钢丝绳疲劳性能影响较大

    表面损伤对不锈钢钢丝绳疲劳性能影响较大，是造成不锈钢钢丝绳过早失效的主要原因之一，因此，开展表面损伤钢丝绳的疲劳性能影响研究，掌握其疲劳规律和损伤机制有着重要的工程意义。

1、表面断丝改变了绳股内钢丝的应力状态，且在高应力作用下碾压相邻侧钢丝，造成了表面断丝处及相邻捻距内断丝的局部聚集和严重磨损，并加速了断丝的增长速率，降低了钢丝绳的疲劳寿命。由于钢丝绳的过早报废，其综合损伤量值整体较低，人工检测判定报废时，钢丝绳的损伤量值仍未达到无损检测损伤上限。

2、表面磨损减少了不锈钢钢丝绳的有效承载截面积，降低了其承载能力。在钢丝磨损面形成应力集中，产生了断丝的聚集，整绳依据人工检测被判报废。磨损处钢丝断裂机制主要是磨损断裂和疲劳断裂。钢丝磨损处易形成疲劳源，在复合应力的作用下，裂纹逐步扩展，导致钢丝疲劳断裂。钢丝绳内部股与股之间接触钢丝相互作用产生了微动磨损断丝。

3、表面腐蚀损伤了钢丝表层材料的组织，产生锈蚀痕迹和腐蚀坑。腐蚀区域的断丝较为集中，其综合损伤量值较大，但整绳仍依据人工检测被判报废。表面腐蚀钢丝绳的疲劳机制主要是阳极溶解引发裂纹萌生，在腐蚀和疲劳的交互作用下，钢丝表面腐蚀坑产生应力集中，导致钢丝最终疲劳断裂，且其裂纹扩展区域的断口形貌均为准解理断裂，表面存在腐蚀后的微孔。

4、表面损伤钢丝的等效应力值随磨损深度的增加而增加，且磨损增大了相邻股钢丝的变形量。在疲劳载荷的作用下，磨损处钢丝的疲劳寿命预测值最低，且随磨损深度增加而呈快速下降趋势。最大载荷相同时，钢丝绳的疲劳寿命和应力比呈正相关性，应力比越大，其疲劳寿命越大。