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尼龙托轮承载的热失效分析试验

八爪来投稿

2015/09/12

石油化工检测

在大型厂矿企业中，经常需要用托轮承载大型回转体或某些绳索，如煤矿企业的缆绳，电缆企业的电缆等。然而对于传统的铸造托轮来说，铸造过程可能会出现气孔、夹渣等现象，会严重影响托轮的使用寿命。因此，新型托轮材料的开发十分重要。
在诸多新材料中，尼龙材料制成的托轮由于其稳定性高，耐磨性好等优点，逐渐成为现阶段制造托轮的主要材料。然而，尼龙作为一种复合材料，在保证强度的情况下，其破坏形式主要为热失效，即在重载荷的压力下，边缘局部产生变形。其中，弹性变形部分在压力消失后会回复，而塑性变形不会。因此，塑性变形产生的热量会在内部累计。由于尼龙材料的导热性较差，塑性变形的热量大部分不会散发，而在内部形成温度场，从而产生热破坏。
为了验证这一结论，选取了五个相同的尼龙托轮，在改变载荷的条件下，对它们进行试验。试验中，每个托轮所受的载荷不同。当五个托轮在重载作用下发生热破坏时，观察热破坏的位置距表面的距离。从而判断破坏点是否与载荷有关。结果见表1：

载荷 40t 45t 50t 55t 60t
距离 1.15mm 1.3mm 1.42mm 1.55mm 1.74mm
温度 65°C 71°C 107°C 121°C 144°C

分别对五个托轮加载40t、45t、50t、55t和60t。热破坏后我们发现，其破坏位置距表面的距离分别为1.15mm、1.3mm、1.42mm、1.55mm、1.74mm。破坏时的温度分别为65°C、71°C、107°C、121°C、144°C。
从以上实验结果中可以看出，随着载荷的增加，破坏位置距表面越来越远，破坏时的温度越来越高。因此，可以推断，随着载荷的增加，塑性变形区域变深，塑性变性能变大，而传热不利，从而导致破坏温度升高。

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