拉伸狀態(tài)下鋼絲繩微電阻特性分析與測(cè)試系統(tǒng)研究.pdf

1、鋼絲繩是由優(yōu)質(zhì)碳素鋼絲捻制成股，再由若干股圍繞繩芯捻制成繩的空間螺旋結(jié)構(gòu)撓性制品。由于材料的特殊性決定了它具有很好的導(dǎo)電性能。鋼絲繩被廣泛應(yīng)用于眾多工程領(lǐng)域，例如交通運(yùn)輸、建筑橋梁、航天航空、通信等眾多領(lǐng)域，其力學(xué)性能至關(guān)重要，但是人們往往會(huì)忽略掉其電阻性。微電阻檢測(cè)法是一種損傷檢測(cè)方便，表征物理意義清晰的手段，其電阻大小能夠反映鋼絲繩的整體損傷狀態(tài)，這種方法在產(chǎn)品檢驗(yàn)，安全評(píng)估和實(shí)驗(yàn)研究中具有應(yīng)用前景。因此，開(kāi)展鋼絲繩拉伸狀態(tài)下微電阻

2、特性分析與測(cè)試系統(tǒng)研究對(duì)鋼絲繩的高效使用、安全評(píng)估和及時(shí)維護(hù)以及對(duì)其更深入的了解具有重要意義。
　　本論文以鋼絲繩為研究對(duì)象，采用電流倒向的四線制測(cè)量技術(shù)對(duì)鋼絲繩進(jìn)行微電阻測(cè)量，基于這一技術(shù)開(kāi)發(fā)一套微電阻測(cè)試儀以及配套的自動(dòng)檢測(cè)上位機(jī)系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上搭建鋼絲繩微電阻自動(dòng)檢測(cè)平臺(tái)，基于此平臺(tái)開(kāi)展鋼絲繩在拉伸狀態(tài)下微電阻特性分析實(shí)驗(yàn)，以微電阻為參量全程表征鋼絲繩的拉伸狀態(tài)，獲得不同拉伸狀態(tài)下鋼絲繩微電阻變化規(guī)律，從而反映鋼絲繩當(dāng)前的拉

3、伸狀態(tài)。主要研究?jī)?nèi)容包括：
　　首先，介紹了鋼絲繩的結(jié)構(gòu)和分類(lèi)，分析了鋼絲繩的電阻特性，對(duì)比分析了微電阻測(cè)量方法中二線制、三線制和四線制的特征，研究了電流倒向技術(shù)的四線制微電阻測(cè)量方法。
　　其次，以6×19+FC標(biāo)準(zhǔn)試件為研究對(duì)象，開(kāi)展鋼絲繩拉伸狀態(tài)下微電阻表征試驗(yàn)，研究鋼絲繩載荷和微電阻值之間的關(guān)系。結(jié)果表明：鋼絲繩在拉伸過(guò)程中經(jīng)歷彈性階段、塑性階段和斷裂，在鋼絲繩拉伸的全過(guò)程中，鋼絲繩拉伸狀態(tài)和微電阻的變化規(guī)律具有很好

4、的相關(guān)性。同時(shí)也驗(yàn)證了微電阻表征鋼絲繩拉伸狀態(tài)的可行性。
　　再次，以ATMEGA128單片機(jī)為硬件平臺(tái)和以ICCAVR為軟件平臺(tái)開(kāi)發(fā)微電阻測(cè)試儀；以LabWindows/CVI為軟件平臺(tái)開(kāi)發(fā)鋼絲繩自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。構(gòu)建了以微電阻測(cè)試儀為下位機(jī)，自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)為上位機(jī)的鋼絲繩微電阻自動(dòng)檢測(cè)平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)微電阻測(cè)試儀的恒流源輸出，電壓采集與放大，鋼絲繩微電阻的實(shí)時(shí)四線制測(cè)量，數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫(kù)并且能夠以坐標(biāo)曲線的方式進(jìn)行查看與分析，數(shù)據(jù)的上限與

5、下限的監(jiān)控，鋼絲繩狀態(tài)監(jiān)控等功能。
　　最后，基于鋼絲繩微電阻自動(dòng)檢測(cè)平臺(tái)開(kāi)展鋼絲繩拉伸狀態(tài)下全程微電阻表征實(shí)驗(yàn)，研究了彈性階段和塑性階段下鋼絲繩微電阻的變化規(guī)律。結(jié)果表明：在鋼絲繩整個(gè)拉伸過(guò)程中，鋼絲繩的微電阻值隨著載荷的增大而增大；在彈性范圍內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，鋼絲繩的微電阻值與載荷成線性關(guān)系，對(duì)應(yīng)的微電阻值增量趨于穩(wěn)定；在塑性范圍內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，鋼絲繩的微電阻值隨著載荷的增大而呈非線性加快增長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)微電阻增量也呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)，鋼絲繩處于屈