鋼絲繩的應(yīng)力分析
要消除或減少鋼絲繩的應(yīng)力，首先要對(duì)鋼絲繩內(nèi)的各種應(yīng)力進(jìn)行客觀地分析和認(rèn)識(shí)。這方面，國內(nèi)外不少研究者做出了大量的理論和實(shí)際研究探索，并取得了很大的成就。但是鋼絲繩的應(yīng)力是極為復(fù)雜的，準(zhǔn)確地描述鋼絲繩應(yīng)力以及應(yīng)力與“疲勞極限”之間的關(guān)系還有待于今后的進(jìn)一步努力。
綜合各種論述，鋼絲繩的應(yīng)力基本上可以分為兩大類：一是鋼絲繩制造過程中產(chǎn)生的應(yīng)力；貳拾鋼絲繩在使用過程中產(chǎn)生的應(yīng)力。
鋼絲繩制造中形成的應(yīng)力
鋼絲繩中的鋼絲是經(jīng)過拉拔制成的，在拉制過程中要在鋼絲內(nèi)形成殘余拉拔應(yīng)力；由鋼絲念成股，再由股捻成繩時(shí)，也要產(chǎn)生捻制應(yīng)力。因此鋼絲繩在制造過程中主要產(chǎn)生兩類應(yīng)力：即殘余拉拔應(yīng)力和捻制應(yīng)力。
殘余拉拔應(yīng)力又以三種形式存在：
1）殘余拉應(yīng)力
鋼絲在拉拔中，由于模子的角度、潤滑條件、冷卻條件上的差異，變形時(shí)，鋼絲的內(nèi)部各層“晶粒纖維”出現(xiàn)位移差和變形差，因此在鋼絲的縱向產(chǎn)生拉應(yīng)力。這種拉應(yīng)力將部分地在殘存鋼絲內(nèi)部形成殘余拉應(yīng)力。
殘余彎曲應(yīng)力
拉制過程中，鋼絲在拉絲機(jī)的輥輪、卷筒中彎曲時(shí)要形成彎曲應(yīng)力殘存于鋼絲的內(nèi)部。尤其是當(dāng)卷筒的直徑與鋼絲的直徑不協(xié)調(diào)（即彎曲比不合）時(shí)，殘余彎曲應(yīng)力更為明顯。此外，如果模子的出口中心與鋼絲在卷筒的切點(diǎn)不在自然水平切線上，也會(huì)加劇彎曲應(yīng)力的形成。
滑輪式拉絲機(jī)拉制鋼絲時(shí)，鋼絲將繞自身軸線產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，而形成扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。
捻制應(yīng)力
捻制應(yīng)力也有三種形式：
扭轉(zhuǎn)應(yīng)力
彎曲應(yīng)力
拉伸應(yīng)力
鋼絲繩在工作時(shí)的應(yīng)力
鋼絲繩的工作狀態(tài)按受力的方式主要有兩種：一種是只受拉力負(fù)荷作用的工作狀態(tài)，即便是這種情形的鋼絲繩的應(yīng)力也是極為復(fù)雜的。因?yàn)殇摻z繩在張力負(fù)荷下本身存在著各種形式的運(yùn)動(dòng)，這些運(yùn)功形式的不同對(duì)張力的大小、方向都會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響。為了研究方便，只考慮在靜拉力負(fù)荷作用下的鋼絲繩應(yīng)力狀態(tài)。另外一種是鋼絲繩繞過繩輪或卷筒時(shí)工作狀態(tài)。在這種情形下，鋼絲繩除受到繩輪的摩擦之外，主要是在張力狀態(tài)下收到繩輪的彎曲。
現(xiàn)就這兩種工作狀態(tài)時(shí)的簡單情形對(duì)鋼絲繩的應(yīng)力進(jìn)行分析。
僅受拉力負(fù)荷作用的鋼絲繩應(yīng)力
當(dāng)鋼絲繩受到拉力負(fù)荷作用時(shí)，由于鋼絲和股繩呈螺旋狀態(tài)，因此，同時(shí)要受到張拉、徑向擠壓、彎曲、扭轉(zhuǎn)的綜合作用。
鋼繩所受拉力負(fù)荷與鋼絲和股受力之間的關(guān)系
鋼絲繩內(nèi)的接觸應(yīng)力
扭轉(zhuǎn)力矩和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力
彎曲力矩和彎曲應(yīng)力
鋼絲繩繞在繩輪（卷筒）工作狀態(tài)下的應(yīng)力
無數(shù)的研究和實(shí)踐表明：影響鋼絲繩使用壽命的主要原因是“疲勞破壞”。所謂的“疲勞破壞”，是由于在交變應(yīng)力的作用下，鋼絲繩的鋼絲內(nèi)部形成“斷裂源”，這些“斷裂源”逐步發(fā)展擴(kuò)大，最后導(dǎo)致鋼絲斷裂（俗稱“疲勞斷絲”）。這種“疲勞斷裂”并無明顯的塑性變形，具有突發(fā)性的特點(diǎn)，對(duì)鋼絲繩危害極大。因此，長時(shí)期以來人們都從減少或消除鋼絲繩的應(yīng)力入手來增強(qiáng)鋼絲繩的“耐疲勞”性能，從而提高鋼絲繩的使用壽命。
要消除或減少鋼絲繩的應(yīng)力，首先要對(duì)鋼絲繩內(nèi)的各種應(yīng)力進(jìn)行客觀地分析和認(rèn)識(shí)。這方面，國內(nèi)外不少研究者做出了大量的理論和實(shí)際研究探索，并取得了很大的成就。但是鋼絲繩的應(yīng)力是極為復(fù)雜的，準(zhǔn)確地描述鋼絲繩應(yīng)力以及應(yīng)力與“疲勞極限”之間的關(guān)系還有待于今后的進(jìn)一步努力。
綜合各種論述，鋼絲繩的應(yīng)力基本上可以分為兩大類：一是鋼絲繩制造過程中產(chǎn)生的應(yīng)力；貳拾鋼絲繩在使用過程中產(chǎn)生的應(yīng)力。
鋼絲繩制造中形成的應(yīng)力
鋼絲繩中的鋼絲是經(jīng)過拉拔制成的，在拉制過程中要在鋼絲內(nèi)形成殘余拉拔應(yīng)力；由鋼絲念成股，再由股捻成繩時(shí)，也要產(chǎn)生捻制應(yīng)力。因此鋼絲繩在制造過程中主要產(chǎn)生兩類應(yīng)力：即殘余拉拔應(yīng)力和捻制應(yīng)力。
殘余拉拔應(yīng)力又以三種形式存在：
1）殘余拉應(yīng)力
鋼絲在拉拔中，由于模子的角度、潤滑條件、冷卻條件上的差異，變形時(shí)，鋼絲的內(nèi)部各層“晶粒纖維”出現(xiàn)位移差和變形差，因此在鋼絲的縱向產(chǎn)生拉應(yīng)力。這種拉應(yīng)力將部分地在殘存鋼絲內(nèi)部形成殘余拉應(yīng)力。
殘余彎曲應(yīng)力
拉制過程中，鋼絲在拉絲機(jī)的輥輪、卷筒中彎曲時(shí)要形成彎曲應(yīng)力殘存于鋼絲的內(nèi)部。尤其是當(dāng)卷筒的直徑與鋼絲的直徑不協(xié)調(diào)（即彎曲比不合）時(shí)，殘余彎曲應(yīng)力更為明顯。此外，如果模子的出口中心與鋼絲在卷筒的切點(diǎn)不在自然水平切線上，也會(huì)加劇彎曲應(yīng)力的形成。
滑輪式拉絲機(jī)拉制鋼絲時(shí)，鋼絲將繞自身軸線產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，而形成扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。
捻制應(yīng)力
捻制應(yīng)力也有三種形式：
扭轉(zhuǎn)應(yīng)力
彎曲應(yīng)力
拉伸應(yīng)力
鋼絲繩在工作時(shí)的應(yīng)力
鋼絲繩的工作狀態(tài)按受力的方式主要有兩種：一種是只受拉力負(fù)荷作用的工作狀態(tài)，即便是這種情形的鋼絲繩的應(yīng)力也是極為復(fù)雜的。因?yàn)殇摻z繩在張力負(fù)荷下本身存在著各種形式的運(yùn)動(dòng)，這些運(yùn)功形式的不同對(duì)張力的大小、方向都會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響。為了研究方便，只考慮在靜拉力負(fù)荷作用下的鋼絲繩應(yīng)力狀態(tài)。另外一種是鋼絲繩繞過繩輪或卷筒時(shí)工作狀態(tài)。在這種情形下，鋼絲繩除受到繩輪的摩擦之外，主要是在張力狀態(tài)下收到繩輪的彎曲。
現(xiàn)就這兩種工作狀態(tài)時(shí)的簡單情形對(duì)鋼絲繩的應(yīng)力進(jìn)行分析。
僅受拉力負(fù)荷作用的鋼絲繩應(yīng)力
當(dāng)鋼絲繩受到拉力負(fù)荷作用時(shí)，由于鋼絲和股繩呈螺旋狀態(tài)，因此，同時(shí)要受到張拉、徑向擠壓、彎曲、扭轉(zhuǎn)的綜合作用。
鋼繩所受拉力負(fù)荷與鋼絲和股受力之間的關(guān)系
鋼絲繩內(nèi)的接觸應(yīng)力
扭轉(zhuǎn)力矩和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力
彎曲力矩和彎曲應(yīng)力
鋼絲繩繞在繩輪（卷筒）工作狀態(tài)下的應(yīng)力
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