鋼芯鋁絞線線股間微動磨損損傷試驗及其機(jī)理分析.pdf

1、鋼芯鋁絞線作為常用的架空輸電導(dǎo)線,在野外條件下,由于長期受到風(fēng)、雨等自然因素的作用,使導(dǎo)線處在一個不斷振動的狀態(tài)中。導(dǎo)線的振動將引起線股之間產(chǎn)生微動滑移,從而導(dǎo)致接觸面的摩擦磨損和疲勞失效,大大降低了導(dǎo)線的使用壽命。因此,研究鋼芯鋁絞線線股間的微動損傷行為具有重要意義。
　　本文以 LGJ-150/25型鋼芯鋁絞線中相鄰層鋁線股間的單個接觸副為研究對象,結(jié)合接觸理論、有限元計算、微動磨損和微動疲勞試驗的方法研究了線股間的微動損傷機(jī)

2、理。由經(jīng)典接觸理論得到了導(dǎo)線的接觸區(qū)域為一橢圓形,接觸表面法向應(yīng)力按橢圓形分布,并且接觸橢圓尺寸和最大法向接觸應(yīng)力與導(dǎo)線的夾角及半徑有關(guān)。根據(jù)線股微動接觸的有限元計算分析,得到了接觸面上接觸應(yīng)力的分布規(guī)律及隨參數(shù)變化的情況,為研究線股間的微動損傷行為提供了相應(yīng)的判斷依據(jù)。通過試驗?zāi)M線股在不同條件下的微動磨損行為,研究了不同參數(shù)對其微動磨損特性的影響。試驗結(jié)果表明,在微動過程中,隨著兩線股之間的夾角增大,微動振幅的增加,導(dǎo)線張拉力的增加

3、以及微動磨損循環(huán)次數(shù)的增加,線股表面的磨損面積和損傷程度都明顯增加。在發(fā)生嚴(yán)重磨損的接觸表面,材料的塑性變形明顯,組織產(chǎn)生分層剝離,大量磨屑堆積在磨損表面,并且在靠近接觸邊緣區(qū)域出現(xiàn)疲勞裂紋的萌生與擴(kuò)展。在發(fā)生輕微磨損的接觸表面,光滑磨床區(qū)域較多,材料的塑性變形程度較小,表面磨屑的堆積也較少。通過對不同條件下線股間微動疲勞特性的分析發(fā)現(xiàn):在較大的線股夾角、較大的導(dǎo)線張拉力和較大的微動振幅條件下,線股的微動疲勞壽命都有所降低,并且微動振幅