本書系統(tǒng)全面地介紹了鋼絲繩內(nèi)部微動(dòng)摩擦磨損特性和斷裂失效機(jī)理方面的研究成果。主要內(nèi)容包括：探析鋼絲繩動(dòng)力學(xué)特性及內(nèi)部鋼絲間接觸力學(xué)行為，研制鋼絲繩內(nèi)部摩擦磨損模擬試驗(yàn)裝置，揭示不同接觸參數(shù)、接觸形式、干摩擦、脂潤滑、淋水、腐蝕、粉塵等復(fù)雜工況下鋼絲繩內(nèi)部微動(dòng)摩擦特性和磨損機(jī)理，對(duì)比不同環(huán)境工況下不同接觸形式鋼絲間摩擦學(xué)行為，分析復(fù)雜工況下鋼絲剩余強(qiáng)度及疲勞壽命演變規(guī)律，以及揭示鋼絲繩內(nèi)部鋼絲斷裂失效機(jī)理。
本書具有較強(qiáng)的知識(shí)性、針對(duì)性和系統(tǒng)性，可供從事工程摩擦學(xué)相關(guān)的科研工作者、研究生以及技術(shù)人員閱讀參考，也可作為企業(yè)內(nèi)從事鋼絲繩設(shè)計(jì)、加工、維護(hù)、檢測(cè)的技術(shù)人員的參考資料。

鋼絲繩由于具有優(yōu)異的力學(xué)性能，被廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域。然而，在使用過程中，鋼絲繩內(nèi)部股與股、絲與絲之間易產(chǎn)生微動(dòng)磨損、腐蝕磨損以及疲勞損傷，進(jìn)而導(dǎo)致鋼絲斷裂失效，嚴(yán)重影響鋼絲繩的承載能力和使用壽命。相比于外部磨損易于直觀檢測(cè)，鋼絲繩內(nèi)部磨損不易察覺，常表現(xiàn)為外部基本完好，但內(nèi)部磨損嚴(yán)重或斷絲多處，甚至在外部完好如新的情況下，其內(nèi)部也會(huì)出現(xiàn)局部的粉碎性斷裂，以致鋼絲繩的強(qiáng)度逐漸降低，最后達(dá)到強(qiáng)度極限而損壞。一旦鋼絲繩發(fā)生斷裂失效將導(dǎo)致重大事故。因此，開展鋼絲繩內(nèi)部磨損和斷裂問題的相關(guān)研究，能夠?yàn)殇摻z繩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、合理選型、安全防護(hù)以及延長其服役壽命提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論支撐。
本書共分6章：第1章概述了鋼絲繩的應(yīng)用背景，闡述了鋼絲繩內(nèi)部磨損與斷裂的研究意義；第2章基于鋼絲繩動(dòng)力學(xué)模型，介紹了鋼絲繩動(dòng)力學(xué)特性和內(nèi)部鋼絲間接觸力學(xué)行為；第3章確定了鋼絲繩內(nèi)部危險(xiǎn)接觸區(qū)域和接觸形式，并基于此研制了鋼絲繩內(nèi)部摩擦磨損模擬試驗(yàn)裝置；第4章介紹了干摩擦條件下，不同接觸參數(shù)、接觸形式下鋼絲繩內(nèi)部微動(dòng)摩擦特性和磨損機(jī)理，以及不同接觸形式鋼絲間摩擦學(xué)行為隨接觸參數(shù)演變規(guī)律；第5章介紹了脂潤滑、粉塵、淋水以及腐蝕環(huán)境下鋼絲繩內(nèi)部微動(dòng)摩擦學(xué)特性，對(duì)比不同接觸形式鋼絲在復(fù)雜環(huán)境中摩擦特性和磨損特征的差異，以及潤滑脂的減摩抗磨特性和粉塵顆粒的潤滑失效機(jī)理；第6章介紹了不同接觸參數(shù)和環(huán)境工況下鋼絲剩余強(qiáng)度與疲勞壽命演變規(guī)律，并揭示了鋼絲拉伸和疲勞斷裂失效機(jī)理，從而為延長鋼絲繩使用壽命提供重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
本書由徐春明、彭玉興合著。其中，徐春明老師負(fù)責(zé)第2章至第6章的撰寫以及本書的統(tǒng)稿和核校，彭玉興教授負(fù)責(zé)第1章的撰寫，并對(duì)書中的試驗(yàn)方案和內(nèi)容安排提供了許多寶貴意見。本書的順利出版得益于國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（51975572）、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題（2017YFF0210604）、宿遷市科技計(jì)劃項(xiàng)目（K202331）以及宿遷學(xué)院人才引進(jìn)科研啟動(dòng)基金項(xiàng)目（2022XRC039）的資助，在此表示衷心感謝。
限于作者水平，本書難免有疏漏之處，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

著者

第1章緒論1
1.1鋼絲繩的重要地位3
1.2鋼絲繩內(nèi)部磨損與斷裂的研究意義6
參考文獻(xiàn)8

第2章鋼絲繩內(nèi)部接觸力學(xué)特性11
2.1鋼絲繩動(dòng)力學(xué)特性13
2.1.1鋼絲繩動(dòng)力學(xué)模型15
2.1.2鋼絲繩動(dòng)力學(xué)特性演變規(guī)律18
2.1.3提升負(fù)載對(duì)鋼絲繩動(dòng)力學(xué)特性的影響20
2.2鋼絲繩內(nèi)部鋼絲間接觸行為22
2.2.1鋼絲間接觸力學(xué)理論模型22
2.2.2鋼絲間接觸力學(xué)仿真模型26
2.2.3鋼絲間接觸力學(xué)特性演變規(guī)律29
參考文獻(xiàn)42

第3章鋼絲繩內(nèi)部摩擦磨損模擬試驗(yàn)裝置研制45
3.1鋼絲繩有限元仿真模擬47
3.1.1鋼絲繩有限元仿真模型47
3.1.2拉伸載荷下鋼絲繩應(yīng)力應(yīng)變分布規(guī)律51
3.2鋼絲繩內(nèi)部摩擦磨損模擬試驗(yàn)臺(tái)56
3.2.1鋼絲繩內(nèi)部鋼絲間接觸形式56
3.2.2鋼絲摩擦磨損試驗(yàn)裝置58
3.2.3試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)60
3.3摩擦磨損試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)過程62
3.3.1鋼絲材料性能62
3.3.2試驗(yàn)參數(shù)選取過程62
3.3.3試驗(yàn)結(jié)果分析方法63
參考文獻(xiàn)65

第4章干摩擦下鋼絲繩內(nèi)部摩擦磨損特性研究67
4.1不同接觸形式下鋼絲間有限元仿真模擬69
4.1.1鋼絲接觸有限元仿真模型69
4.1.2鋼絲間接觸應(yīng)力分析70
4.2基于單一變量法的鋼絲間摩擦磨損特性72
4.2.1接觸力對(duì)摩擦磨損特性的影響規(guī)律72
4.2.2微動(dòng)振幅對(duì)摩擦磨損特性的影響規(guī)律81
4.2.3交叉角度對(duì)摩擦磨損特性的影響規(guī)律87
4.2.4扭轉(zhuǎn)角度對(duì)摩擦磨損特性的影響規(guī)律93
4.3基于正交試驗(yàn)法的鋼絲間摩擦磨損特性100
4.3.1正交試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)100
4.3.2正交試驗(yàn)結(jié)果分析101
4.4不同繩股結(jié)構(gòu)下鋼絲間摩擦磨損特性103
4.4.1摩擦系數(shù)演變規(guī)律103
4.4.2滯回曲線演變規(guī)律104
4.4.3磨損深度演變規(guī)律106
4.4.4磨損量演變規(guī)律107
4.4.5鋼絲磨損機(jī)理108
參考文獻(xiàn)110

第5章復(fù)雜環(huán)境下鋼絲繩內(nèi)部摩擦磨損特性研究113
5.1鋼絲繩服役環(huán)境概述115
5.2不同環(huán)境下鋼絲摩擦系數(shù)演變規(guī)律117
5.2.1脂潤滑條件117
5.2.2不同礦物顆粒對(duì)比118
5.2.3礦石復(fù)合潤滑脂潤滑條件121
5.2.4淋水環(huán)境122
5.2.5酸腐蝕條件122
5.2.6不同環(huán)境工況對(duì)比124
5.3不同環(huán)境下鋼絲磨損深度演變規(guī)律125
5.3.1脂潤滑條件125
5.3.2不同礦物顆粒對(duì)比125
5.3.3礦石復(fù)合潤滑脂潤滑條件127
5.3.4淋水環(huán)境127
5.3.5酸腐蝕條件128
5.3.6不同環(huán)境工況對(duì)比129
5.4不同環(huán)境下鋼絲磨損量演變規(guī)律130
5.4.1脂潤滑條件130
5.4.2不同礦物顆粒對(duì)比131
5.4.3礦石復(fù)合潤滑脂潤滑條件132
5.4.4淋水環(huán)境132
5.4.5酸腐蝕條件133
5.4.6不同環(huán)境工況對(duì)比134
5.5不同環(huán)境下鋼絲磨損機(jī)理演變規(guī)律135
5.5.1脂潤滑條件135
5.5.2不同礦物顆粒對(duì)比137
5.5.3礦石復(fù)合潤滑脂潤滑條件141
5.5.4淋水環(huán)境143
5.5.5酸腐蝕條件145
5.5.6不同環(huán)境工況對(duì)比147
參考文獻(xiàn)148

第6章鋼絲繩內(nèi)部失效行為研究149
6.1磨損鋼絲拉伸斷裂行為151
6.1.1鋼絲磨損深度演變規(guī)律151
6.1.2鋼絲破斷力演變規(guī)律155
6.1.3拉伸斷裂失效機(jī)理158
6.2鋼絲疲勞斷裂行為161
6.2.1干摩擦下鋼絲疲勞壽命162
6.2.2復(fù)雜環(huán)境下鋼絲疲勞壽命164
6.2.3疲勞斷裂失效機(jī)理166
參考文獻(xiàn)169