轮胎增强钢帘线的疲劳和断裂试验

用于机动车轮胎增强的钢丝和帘线是对钢材要求最严苛的应用之一。这类钢丝细如发丝，却需为轮胎提供增强作用，帮助承受复杂的工作载荷。然而，此类钢丝常常会因冲击、疲劳和断裂而失效。

这类细钢丝的一个主要挑战在于其细度和硬度使夹持变得困难。如果没有适当的夹持方法，夹面边缘的应力集中会导致过早失效或夹具断裂。此外，由于材料在测试过程中只有很小的应变量，我们发现使用传统的位移测量传感器无法获得准确的应变数据。最后，如果使用接触式引伸计，可能会引入误差，包括因刀口滑动或应力集中点造成的误差。

我们建议使用 ElectroPuls™和 8800 系列电液伺服疲劳试验系统研究轮胎增强用钢丝的疲劳与断裂性能。对于极细钢丝，选择适配的低力值载荷传感器和适配的轻质量夹具，对动态试验的成功至关重要。

在这种特定情况下，我们采用 ElectroPuls E1000 试验机，配备低力值 Dynacell™ 传感器及微型细钢丝夹头夹具，可在无应力集中的情况下实现对钢丝的夹持。此外，借助 ElectroPuls 系统的光学数字编码器监测位移数据。测试在 0.5 N 至 1.5N 载荷范围内成功进行，测试频率高达 80Hz。

此外，用于断裂试验的试样取自钢丝较粗的部位，并通过电火花加工开制缺口。随后，试样在超过 20Hz 的频率下进行疲劳试验，同时采用光学显微镜测量裂纹扩展情况。