高强钢丝绳的耐疲劳性测试需遵循标准试验方法，通过模拟实际受力条件评估其循环加载能力。以下是具体测试流程及关键参数：

一、测试标准依据

1. ‌国际标准‌

• ISO 10666:2020《钢丝绳-术语、分类和命名》

• ISO 12076:2015《钢丝绳-疲劳试验方法》

2. ‌国内标准‌

• GB/T 20118-2017《钢丝绳通用技术条件》

• GB/T 30589-2014《钢丝绳-疲劳性能试验》

二、测试设备与试样制备

1. ‌疲劳试验机‌

• 类型：液压伺服或电磁式疲劳试验机；

• 精度：载荷控制±1%，位移控制±0.1mm；

• 频率范围：0.1~200Hz（常用5~10Hz）。

2. ‌试样制备‌

• 长度：≥5倍公称直径（如Φ12mm钢丝绳，试样长度≥60mm）；

• 端部处理：采用压接套筒或焊接接头，确保与试验机夹具连接可靠；

• 初始缺陷检测：磁粉探伤或超声波检测，排除含裂纹试样。

三、测试参数设定

1. ‌载荷类型‌

• 拉-拉疲劳：最小载荷$P_{min}$Pmin=0.1倍公称破断拉力（$F_b$Fb），最大载荷$P_{max}$Pmax=0.7倍$F_b$Fb；

• 拉-压疲劳：$P_{min}$Pmin=-0.3倍$F_b$Fb，$P_{max}$Pmax=0.5倍$F_b$Fb（适用于抗震结构用钢丝绳）。

2. ‌应力幅控制‌

• 应力幅$\mathrm{\Delta }\sigma$Δσ=$P_{max}-P_{min}$Pmax−Pmin/横截面积；

• 典型值：$\mathrm{\Delta }\sigma$Δσ=300~500MPa（对应钢丝绳公称直径12~20mm）。

3. ‌循环次数‌

• 目标值：200万次（GB/T 30589-2014要求）；

• 终止条件：试样断裂或循环次数达到目标值。

四、测试流程

1. ‌预加载‌

• 施加静态载荷至0.2倍$F_b$Fb，保持5分钟，检查设备及试样状态。

2. ‌正式试验‌

• 以设定频率（如5Hz）进行循环加载；

• 实时记录载荷-位移曲线，监测试样变形。

3. ‌断裂分析‌

• 记录断裂位置（如股内断裂、绳芯断裂或端部断裂）；

• 拍摄断口形貌（SEM扫描电镜分析裂纹起源）。

五、结果评定

1. ‌耐疲劳性分级‌

   循环次数（万次）

   耐疲劳等级

   适用场景

   ≥200	一级	桥梁缆索、体外预应力
   100~200	二级	建筑起重机、电梯绳
   50~100	三级	矿山提升、港口装卸

2. ‌数据修正‌

• 若试样在目标次数前断裂，需补充试验（至少3根试样）；

• 修正系数：根据断裂位置调整结果（如股内断裂修正系数0.9，端部断裂0.7）。

六、典型案例分析

某跨海大桥用Φ20mm高强钢丝绳（公称破断拉力$F_b$Fb=350kN）耐疲劳性测试：

1. ‌参数设定‌

• $P_{min}$Pmin=35kN（0.1$F_b$Fb），$P_{max}$Pmax=245kN（0.7$F_b$Fb）；

• 应力幅$\mathrm{\Delta }\sigma$Δσ=420MPa；

• 频率5Hz。

2. ‌测试结果‌

• 循环次数：210万次时股内钢丝断裂；

• 断口分析：裂纹起源于表面压痕，扩展区呈疲劳辉纹特征；

• 评定等级：一级（满足桥梁缆索200万次要求）。

七、影响因素控制

1. ‌环境因素‌

• 温度：试验环境温度需控制在20±5℃；

• 湿度：相对湿度≤65%（避免腐蚀加速疲劳）。

2. ‌设备校准‌

• 载荷传感器：每3个月校准一次，误差≤0.5%；

• 引伸计：标定范围0~10mm，分辨率0.1μm。

3. ‌操作规范‌

• 夹具对中：确保试样轴线与加载方向偏差≤1°；

• 加载速率：应力速率控制在0.5~1MPa/s。

通过标准化测试流程，可准确评估高强钢丝绳的耐疲劳性能，为工程选型提供依据。例如，一级耐疲劳钢丝绳在桥梁工程中可确保50年设计寿命内不发生疲劳断裂。