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关于钢丝绳疲劳强度的实验研究
摘要
本研究为了核实拉丁方设计方法在电缆的疲劳试验以及评价在悬索桥上用作架子的钢丝绳的轴向疲劳强度的有用性。通过核查三个参数：平均应力，应力范围和试样长度，发现除了应力范围以外这三个参数对疲劳强度的影响是错综复杂的而且是显著的。应力范围对疲劳强度的影响跟我们设想的一样，但试样长度的影响跟我们预期的完全相反。因此，拉丁方设计方法在正交条件下是验证影响疲劳强度的参数的有效的方法。
关键词：电缆，钢丝绳，拉丁方设计，微动疲劳，正交
1． 简介
电缆是指用来显示有一个不容忽视的阻力弯曲的任何弹性张力体。电缆有较高的强度——重量比和各种各样的应用。最近，钢丝绳的内部和外部结构的拉伸疲劳问题引起了人们极大的兴趣。钢电缆产品广泛用于桥梁的内部结构，使桥梁能够承受更大的压力并使桥梁结构稳定。构成桥结构的电缆可分为三类：主电缆，吊桥吊架绳索及斜拉桥固定电缆。
在设计电缆结构时，虽然在一些设计中负载的变化幅度小到可以忽略不计，但抗疲劳的电缆循环加载却是一个重要的考虑因素。支撑桥梁的电缆的疲劳载荷主要来自于卡车和/或火车产生的周期应力。在一道桥梁的寿命期间，大量这些应力的周期都是可以预测的。
交通所产生的应力范围的变化幅度取决于加劲梁的静载和桥面系统，以及经过桥面的卡车和/或火车的重量。沉重的加劲梁和桥面系统决定了承受总设计载荷需要更大直径的电缆。一般情况下，吊杆悬索桥上的应力范围比加重混凝土固定斜拉桥上的应力范围要大些。因此，电缆上的动载荷的比例越来越大。
Severn Suspension大桥的斜吊杆系统使用了衍架结构，但又跟以往的垂直吊索的跨中区域承受轴向应力不同。因此，电缆的疲劳损坏问题比其他的绳索更容易发生。
青钟大桥（韩国在建的）的跨中区域的吊索是直径84mm，长7.2m的电缆，相当于13 lay长。测量在吊索的两个固定端之间进行。通常情况下， 10 lay的绳索可以被测量者认为是能够忽略的最短长度。所以，对最短长度的核查是必要的，因为这个长度是从绳索的两端之间测量出来的。吊架钳和主电缆的连接弧长是不加以考虑的。