[发明专利]测定钢丝在不同腐蚀溶剂下疲劳寿命的试验装置及方法

说明书

本发明公开了一种测定钢丝在不同腐蚀溶剂下疲劳寿命的试验装置及方法，包括步骤一：将钢丝穿过反力架的槽钢、液压千斤顶、传感器，通过锚具将钢丝与反力架固定在一起；同时钢丝穿过两个槽钢间的腐蚀容器；步骤二：通过向腐蚀容器内注入不同腐蚀溶液来开始腐蚀试验，通过控制管道的阀门与循环容器来实现周浸腐蚀，得到不同腐蚀程度的钢丝；步骤三：通过疲劳试验机及液压千斤顶对不同的钢丝施加不同的交变载荷进行疲劳拉伸，记录疲劳试验数据，绘制S‑N曲线，本发明基于传统的疲劳试验和腐蚀试验基础上开发，用于探索不同腐蚀溶剂对钢丝在腐蚀‑疲劳耦合作用下的疲劳性能的影响，为实际索缆结构的寿命评估打下基础。

技术领域

本发明属于腐蚀与疲劳交叉试验领域，具体涉及一种测定钢丝在不同腐蚀溶剂下疲劳寿命的试验装置及方法。

背景技术

大型输电塔线中的导线承担很大部分的恒、活载并将其传递给塔柱，导线的寿命对塔线结构的安全运营起关键作用。输电导线体系多由高强钢丝、铝导线组成，钢丝的耐久性直接影响导线的安全性，成为塔线安全的最重要条件之一。

在服役期内由于环境侵蚀、材料老化和风、雨、冰雪等交变荷载的综合作用，将不可避免地导致结构的损伤累积和抗力衰减，严重影响其疲劳寿命。目前，针对输电导线在环境腐蚀和疲劳荷载单独作用下的疲劳理论、劣化机理及耐久性评估已有较为深入的研究，但对其在腐蚀-疲劳耦合作用下的结构劣化机理研究和寿命评估研究很少。基于试验现象的疲劳研究成果，可以量化不同腐蚀溶剂对疲劳的加速作用，使得疲劳对于环境的依存性可以进行定量描述。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种测定钢丝在不同腐蚀溶剂下疲劳寿命的试验装置及方法，以解决现有技术中存在的未能同步评估不同腐蚀溶剂下钢丝腐蚀疲劳寿命的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种测定钢丝在不同腐蚀溶剂下疲劳寿命的试验装置，包括：多个反力架、多个腐蚀循环容器、疲劳试验机和传感器；所述腐蚀循环容器安装在反力架内；所述反力架一端的外侧安装有多个液压千斤顶；所述多个液压千斤顶通过油路与疲劳试验机连接；所述传感器安装在被测试的钢丝上。

进一步的，所述反力架包括槽钢、钢板和支撑杆；所述钢板固定在槽钢的外侧壁上；所述支撑杆固定在两个槽钢之间。

进一步的，所述钢板的外侧壁上设置有锚具；所述锚具用于固定钢丝、液压千斤顶和传感器。

进一步的，所述腐蚀循环容器包括腐蚀容器和循环容器；所述循环容器设置在腐蚀容器的一侧；所述循环容器和腐蚀容器通过管道相连。

进一步的，所述腐蚀容器和循环容器均为透明方体箱；与循环容器所在侧壁相邻的腐蚀容器的两侧侧壁上设置有圆孔；所述圆孔内设置有硅胶环。

进一步的，每根被测的钢丝上均安装有一个液压千斤顶和一个传感器；每个腐蚀容器对应多个不同截面面积的液压千斤顶。

进一步的，每个腐蚀容器的油路均连接有油缸。

测定钢丝在不同腐蚀溶剂下疲劳寿命的试验方法，所述方法包括：

将钢丝穿过反力架、腐蚀循环容器并固定在反力架上；

向不同的腐蚀循环容器内注入不同的腐蚀溶液；

通过疲劳试验机控制液压千斤顶对不同的钢丝施加不同的交变载荷；

通过传感器记录交变载荷；

根据交变载荷绘制S-N曲线，得到疲劳试验结果。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：