千米深井提升钢丝绳多轴微动疲劳损伤演化与寿命预测研究

项目名称： 千米深井提升钢丝绳多轴微动疲劳损伤演化与寿命预测研究

项目编号： No.51405489

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 王大刚

作者单位： 中国矿业大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 提升钢丝绳是矿山提升装备的关键传动部件，全国千米深井达47个，其提升钢丝绳寿命仅为3-6个月，严重影响煤矿安全生产和矿工生命安全。本项目以千米深井提升钢丝绳为研究对象，构建摩擦提升系统虚拟样机和钢丝绳-衬垫-滚筒有限元模型，掌握循环弯曲提升钢丝绳的载荷谱与微动损伤和疲劳参数及其受提升机工况参数的影响规律；构建拉伸-扭转复合载荷下钢丝微动疲劳损伤演化有限元模型，开展拉扭复合作用下钢丝微动疲劳实验，定量揭示钢丝的动态磨损演化、微动疲劳裂纹萌生和扩展规律，构建钢丝多轴微动疲劳寿命预测模型；提出钢丝绳内钢丝的动态断裂次序判别准则，建立基于钢丝动态多轴微动疲劳断裂的钢丝绳弯曲疲劳寿命预测模型，研究提升机工况参数对提升钢丝绳弯曲疲劳寿命的影响规律，获得提高钢丝绳寿命的最优提升机工况参数，开展多级交变应力下钢丝绳弯曲疲劳实验进行验证。研究成果对提高深井提升系统安全性与可靠性、避免安全事故发生有重要意义。

中文关键词： 千米深井；提升钢丝绳；多轴微动疲劳；损伤演化；寿命预测

英文摘要： The hoisting rope is the key transmission component of coalmine hoisting equipment. Service lives of hoisting ropes in 47 km deep coalmines in China range only from 3 to 6 months, which greatly affects the safety production and the security of personnel l

英文关键词： km deep coalmine；hoisting rope；multiaxial fretting fatigue；damage evolution；life prediction