架空輸電導(dǎo)線的表面接觸與磨損機理研究.pdf

1、架空輸電導(dǎo)線在風(fēng)振作用下會產(chǎn)生高頻振動，線股之間隨之發(fā)生振幅極小的相對運動，從而造成接觸面間的摩擦、磨損，也會加速裂紋的萌生與擴展，使導(dǎo)線的疲勞壽命大大降低。本課題以鋼芯鋁絞線為研究對象，主要研究其內(nèi)外層鋁線接觸表面，及其在微風(fēng)振動條件下接觸區(qū)的磨損機理。為提高導(dǎo)線運行壽命，減小因磨損導(dǎo)致的路損等提供理論與試驗依據(jù)。 本文在導(dǎo)線磨損模擬試驗的基礎(chǔ)上，利用有限元計算和磨損微觀分析相結(jié)合的方法，較為深入研究了鋼芯鋁絞線磨損機理。(1

2、)通過線夾出口處導(dǎo)線受力研究表明受張力和自重影響，線夾出口處導(dǎo)線應(yīng)力比較集中，磨損較為嚴重。(2)利用ABAQUS有限元計算軟件對導(dǎo)線接觸應(yīng)力進行分析，得出了不同張力作用下導(dǎo)線間的綜合應(yīng)力分布、接觸線股間的接觸壓力和摩擦剪切力，為導(dǎo)線磨損分析提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。(3) 通過試驗?zāi)M了0.08拉斷力下導(dǎo)線的振動，對105、106、107循環(huán)周次下的導(dǎo)線磨損區(qū)和磨屑的外形尺寸和微觀形貌進行觀察統(tǒng)計，分析了導(dǎo)線的磨損過程與機理。試驗表明導(dǎo)線磨損受

3、線股間接觸應(yīng)力、振幅和振動角等因素的影響，導(dǎo)線微動磨損初期主要以表層組織逐層剝落遷移為主。導(dǎo)線接觸表面在高接觸壓力作用下發(fā)生塑性變形，表層組織發(fā)生塑變硬化后物理性質(zhì)發(fā)生變化，主要表現(xiàn)為硬度增大，脆性增強，在微動作用下發(fā)生剝落滑移。脫落的硬化層部分由磨損區(qū)邊緣排出，部分繼續(xù)碎裂為較小磨屑夾雜在接觸面間加劇磨損。106循環(huán)周次下導(dǎo)線磨損區(qū)表面粗糙度最大，107循環(huán)周次后導(dǎo)線磨損進入穩(wěn)定階段。 本文的分析結(jié)果，對提高由于磨損導(dǎo)致的導(dǎo)線