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多层结构钢丝绳多界面接触与磨损性能演变研究

针对多层结构钢丝绳反复缠绕于滑轮时出现的多界面接触疲劳与磨损失效等问题，本研究以“1×19”多层结构钢丝绳为对象，建立了多层结构钢丝绳-滑轮缠绕摩擦接触模型，并基于Archard理论建立了其外层侧丝-内层侧丝、绳-轮摩擦磨损模型，采用ALE自适应网格技术及UMESHMOTION子程序等，分析了多层结构钢丝绳多界面接触与磨损性能演变规律。结果表明：多层结构钢丝绳内部不同位置处的接触压力均关于接触点对称分布，绳-轮之间表现为以外层侧丝轴向为长轴方向的椭圆形接触。不同磨损周期条件下，内外部各接触区域的局部最大接触压力均发生在其接触中心，最大接触压力随磨损周期的增加而逐渐减小并趋于平缓。多层结构钢丝绳内部丝间最大磨损深度发生在弯曲中性层至距离弯曲中心最远点的一半位置处，内外部最大磨损深度和接触半宽均随磨损进程逐渐增大，且磨损初期的磨损量和磨损接触面积增加速率较后期更快。