针对钢丝绳的有限元分析和仿真研究有实际意义吗

锰系磷化涂层钢丝绳是世界钢丝绳领域最先进技术，钢丝绳行业的热点就是磷化涂层钢丝绳，已有多家企业获得专利授权合法生产，关于生产磷化涂层钢丝绳和使用磷化涂层钢丝绳的论文都是热点，还有磷化涂层钢丝绳的仿真研究及疲劳寿命测试的论文，期刊杂志都是优先发表的。疲劳寿命最长是判断钢丝绳制造技术先进性的主要依据。钢丝绳的疲劳寿命是可以通过疲劳试验进行验证对比的，从多个厂家购买一种结构钢丝绳，如8＊19S+NF—12mm钢丝绳，在同一台疲劳试验机试验至出现第一根断股，疲劳寿命最长的就是使用寿命最长的钢丝绳，疲劳试验可以测试出钢丝绳的综合质量。钢丝绳使用寿命与疲劳寿命呈现正比关系。磷化涂层钢丝绳专利技术是世界钢丝绳领域最先进技术，锰系磷化涂层钢丝绳疲劳寿命是同结构光面钢丝绳的3-4倍，可以通过疲劳试验进行验证对比。目前，还没有一种同结构钢丝绳的疲劳寿命能够超越磷化涂层钢丝绳疲劳寿命，所以磷化涂层钢丝绳专利技术就是最先进技术，起码目前是世界钢丝绳领域的最先进技术。锰系磷化涂层可以提高汽车变速箱钢制齿轮表面耐磨性和耐蚀性，钢丝绳也是利用的这个原理延长使用寿命的。一些传统的国内钢丝绳大厂，还在吃老本认为自己是行业名牌，还在用传统工艺生产光面钢丝绳，可以肯定的说，它们生产光面钢丝绳工艺技术是落后的，它们的光面钢丝绳综合质量是落后的，光面钢丝绳使用寿命根本没有能力与锰系磷化涂层钢丝绳进行对比，疲劳寿命对比试验数据会告诉你哪种钢丝绳疲劳寿命更长，很多大学、电梯公司和起重机公司都有钢丝绳疲劳试验机的，请亲自做钢丝绳疲劳寿命对比试验吧，这样的试验数据最具可信性。磷化涂层钢丝绳，使用寿命更长，单位使用成本更低，稳定性和可靠性更高，赢得钢丝绳用户信赖是必然的。有了智能手机，还有人用砖头大小的大哥大吗？还有人用BP传呼机吗？还有人用MP3听音乐吗？有了平板电视，还有人用显像管电视吗？时代在发展，科技在进步，落后于时代的企业，肯定会被淘汰。因为钢丝绳用户，没有一个是傻瓜，他们会挑选自己最满意的钢丝绳，企业是否能够继续存在下去是由钢丝绳用户决定的，那些名牌大厂想生存下去，要么开发更先进技术，要么获得专利授权生产磷化涂层钢丝绳，只要这么两条路。对于钢丝绳用户而言，采购锰系磷化涂层钢丝绳就是了，使用寿命更长，使用成本更低，稳定性可靠性更高，何乐而不为。个人看法，仅供参考

钢丝绳的结构规格有数百种之多，不同的捻制参数和不同的捻制方法，目前，世界上还没有人能够准确计算出钢丝绳任意一个质点的受力状况，现在那些仿真分析也是在简化基础上进行的，根本没有任何实际意义，计算一根钢丝弯曲状况以及许用应力是简单的，捻制成钢丝绳就复杂了。卷筒直径一般是钢丝绳直径的40-60倍，部分煤矿矿山使用的提升机按照钢丝绳直径的120倍设计，这些都是实验得出的数据，不是计算出来的。中国年产钢绳180万吨居世界第一，磷化涂层钢丝绳是世界钢丝绳领域革命性创新技术，使用寿命（疲劳寿命）超大幅度跃升，光面钢丝绳被彻底淘汰，全面进入磷化涂层钢丝绳时代：1.磷化涂层钢丝绳（中国专利），经锰系或锌锰系磷化处理，钢丝表面耐磨、耐锈蚀能力全面跃升，GB/T11376-1997金属的磷酸盐转化膜国家标准中对磷化膜的耐磨、防锈作用有详细介绍，润滑脂渗入磷化膜孔隙起到异常优异的减摩效果，有效抑制钢丝绳内部钢丝表面发生磨损，是光面钢丝绳的升级换代产品，可代替先镀后拔薄锌层镀锌钢丝绳使用，目前磷化绳疲劳寿命是光面绳3倍左右，最好的达到4倍，可通过疲劳试验对比疲劳寿命长短，以后随着对耐磨磷化液的深入研究，还可大幅度提高使用寿命。磷化膜3-60克/米2，钢丝磷化后不进行拉拔加工，直接捻制钢丝绳。注意：不能将拉拔用锌系磷化与制绳钢丝用锰系或锌锰系磷化混淆。该项技术适用于多种钢丝绳生产，如电梯钢丝绳、重要用途钢丝绳、矿山钢丝绳、阻旋转钢丝绳、采油开采用钢丝绳、打桩机用钢丝绳等，使用寿命更长，使用成本更低，稳定性更佳。。2.镀锌钢丝绳，包括热镀锌和电镀锌两种，直升式热镀锌钢丝锌层较厚，锌层越厚则防腐蚀能力越强使用时间越长，电镀锌较薄。由于磷化涂层具有一定的防腐蚀性能，锰系磷化涂层钢丝绳可以代替部分品种的薄锌层镀锌钢丝绳使用，如大气环境但空气潮湿的高温环境，而热镀锌-磷化双涂层钢丝绳的耐腐蚀能力进一步提高。3.不锈钢丝绳，使用不锈钢丝捻制的钢丝绳，如304或316不锈钢，耐蚀性能高于热镀锌碳素钢丝绳，价格相对昂贵，对不锈钢丝进行锰系磷化涂层处理（不锈钢丝磷化需要特殊磷化配方），同样可以大幅度延长使用寿命。4.涂塑钢丝绳，在钢丝绳基础上，在钢绳或股绳外层涂敷聚乙烯、聚丙烯。5.光面钢丝绳，英国1834年开始生产，国内1939年天津第一钢丝绳厂开始生产（2005年破产），随着磷化涂层钢丝绳大批量进入市场，将被磷化涂层钢丝绳全面淘汰。6.海洋工程系泊用钢丝绳，相关标准正在制定审批过程中7.缆索钢丝绳大气环境优选锰系磷化涂层钢丝绳，腐蚀环境优选热镀锌——磷化双涂层钢丝绳，海水环境中优选海工钢丝绳，使用寿命更长，使用成本更低。

您要问的是每个生产电梯钢丝的厂家都有防伪吗？有的

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电梯钢丝绳顾名思义，是用在电梯上的钢丝绳，用的最多的小型载人电梯。

电梯用钢丝绳：

由钢丝、钢丝股(绞股)和绳芯组成的结构。由高碳钢质线材组成，直径在5.5mm至9.5mm之间；钢丝股由钢丝加捻而成，1股钢丝股由19或25根钢丝组成，加捻1次就是1个捻回。加捻有方向性，可分为S捻或Z捻；绳芯可由天然纤维(如剑麻等)或合成纤维(如聚丙烯、聚乙烯)制作，纤维绳芯均应浸油，含油率有一定标准。最后把经过加捻的若干钢丝股(一般为6股或8股)再以普通捻或顺捻方式加工成一根电梯用圆形钢丝绳(主索)。

电梯用钢丝绳特点：

1、 钢丝绳由一纤维绳芯，及其外部的多股钢丝缠绕组成。

2、 一般来讲，钢丝绳分6股或8股，每股含有19至27根钢丝。

3、 钢丝绳的绳芯应充满润滑剂。润滑剂有两个作用。其一是减少钢丝与绳股之间，绳与绳轮槽之间的摩擦。另一个作用是防止钢丝绳的生锈和腐蚀。

4、 绳捻是一股绳围绕绳芯拧绕一周的长度。

确定绳捻长度的方法是：以一股绳作为起始标记，从起始点围绕绳芯沿着这一股绳回到与起始点同侧位置作为结束点，两点之间的长度即为绳捻长度。

5、 钢丝绳捻向：钢丝捻成股、钢丝股捻成绳的旋转方向称为捻向。

单根股线加捻方式分S捻(左旋)及Z捻(右旋)，一般采用Z捻(右旋)；若干根股加捻成绳又分为同向捻(顺向捻)及交互捻(普通捻、双重捻)。一般采用右旋交互捻。交互捻挠性较好，不易扭曲，加捻牢固，不易开卷，但耐磨性及耐疲劳性比同向捻差。

电梯曳引轮与钢丝绳寿命评估有三点：

1、 曳引钢丝绳的安全系数

电梯的安全系数部分取决于曳引钢丝绳的安全系数，钢丝绳在工作中存在静态和动态两种载荷，但影响钢丝绳使用寿命的主要还是静态载荷，实际应用中，为了计算简化，仅考虑静态载荷做实用计算。选择电梯用钢丝绳，钢丝绳的直径很重要，为了提高钢丝绳的强度，延长使用寿命，钢丝绳的直径必须选择最合适的大小，对于安全系数的计算，通过选择钢丝绳的直径按照国家核定标准计算出相应的安全系数，依次来权衡电梯用钢丝绳的安全性能，从而保证钢丝绳的使用寿命。

2、 钢丝绳的拉伸载荷

拉伸载荷是钢丝绳在电梯使用运行中所承受的载荷及其运动中的变化量。在保养调试良好的电梯上，各根钢丝绳在运行过程中所承受的载荷应该基本相同。如果由于钢丝绳保养不当，各根钢丝绳在运行中张力不均匀的时候，则会使其中一根或者几根钢丝绳与轮槽之间的压应力大大增加，加速钢丝绳的磨损，直接影响到钢丝绳的使用寿命。因此在电梯监督检验规则中明确规定曳引钢丝绳张力与平均值偏差均不大于5%。

3、 钢丝绳使用中的弯曲半径

钢丝绳的曲率半径，在钢丝绳使用中，根据曳引轮、反绳轮、导向轮的节径和相对位置而确定，不同的位置，不同的节径决定了钢丝绳在使用中的弯曲次数和弯曲应力。弯曲应力与各轮节径成反比，节径越大，弯曲应力越小。在GB7588-1995<<电梯制造与安装安全规范>>中第9.2.1条规定，不论钢丝绳股数多少，曳引轮、滑轮或卷筒的节圆直径与悬挂绳的公称直径之比不应小于40.在钢丝绳弯曲的过程中，钢丝绳股中钢丝产生相对位移，其内部存在着磨损，弯曲应力越大，股与股之间接触应力越大，相邻股的钢丝之间磨损就越大，还会产生局部压痕，随着时间的积累，钢丝因应力集中而折断。因此选择设计钢丝绳，应该在曳引能力满足的状况下，尽量增大曲率半径，减少绳轮数量，避免钢丝绳反向弯曲或扭曲，减小使用过程中的钢丝绳弯曲应力，从而减小对钢丝绳使用寿命的不利因素。

电梯之中有四种钢丝绳，即曳引钢丝绳，平衡用钢丝绳，限速器用钢丝绳和门机用钢丝绳。

国内钢丝绳主要品种，依据实际使用工况进行选用：

1.磷化涂层钢丝绳（中国发明专利），经锰系或锌锰系磷化处理，钢丝表面耐磨、耐蚀能力全面提升，润滑脂渗入磷化膜孔隙起到异常优异的减摩效果，有效抑制微动磨损的发生，是光面钢丝绳的升级换代产品，大气环境中使用寿命远远超越同结构光面钢丝绳，包括进口钢丝绳（目前磷化绳疲劳寿命是光面绳2-3倍左右，可通过疲劳试验对比疲劳寿命长短，以后随着对耐磨磷化液的深入研究，可能还可以大幅度提高使用寿命。磷化膜3-60克/米2，钢丝磷化后不进行拉拔加工，直接捻制钢丝绳，注意：不能将拉拔用锌系磷化与制绳钢丝锰系磷化混淆）。该项技术几乎适用于所有种类钢丝绳，如电梯钢丝绳、重要用途钢丝绳、矿山钢丝绳、阻旋转钢丝绳、采油开采用钢丝绳、打桩机用钢丝绳等（百度文库有磷化涂层钢丝绳论文免费下载）。

2.镀锌钢丝绳，包括热镀锌和电镀锌两种，直升式热镀锌钢丝锌层较厚，锌层越厚则防腐蚀能力越强使用时间越长，电镀锌较薄。河水或海水中均应选用热镀锌钢丝绳。由于磷化涂层具有一定的防腐蚀性能，锰系磷化涂层钢丝绳可以代替部分品种的薄锌层镀锌钢丝绳使用，如大气环境但空气潮湿的高温环境。

3.不锈钢丝绳，使用不锈钢丝捻制的钢丝绳，如304或316不锈钢，耐蚀性能高于热镀锌碳素钢丝绳，价格相对昂贵，对不锈钢丝进行锰系磷化涂层处理（不锈钢丝磷化需要特殊磷化配方），同样可以大幅度延长使用寿命。

4.涂塑钢丝绳，在碳素或镀锌钢丝绳基础上，在钢绳或股绳外层涂敷聚乙烯、聚丙烯。

5.光面钢丝绳，英国1834年开始生产，国内1939年天津第一钢丝绳厂开始生产（2005年破产），随着磷化涂层钢丝绳大批量进入市场，将被磷化涂层钢丝绳全面淘汰。

计算电梯钢丝绳长度，繁琐且误差较大，找一些长度足够的钢丝到安装电梯处实际测量最准确，安装钢丝绳穿绳方法用钢丝先穿一遍，测量钢丝长度后再增加一定富余数量即可，决定准确无误，仅供参考常用钢丝绳品种如下：1.磷化涂层钢丝绳（中国专利），钢丝经锰系、锌锰系磷化处理，钢丝表面的耐磨性、耐蚀性全面跃升，不易磨损、不易锈蚀使钢丝绳疲劳寿命超大幅度提高，是同结构光面钢丝绳3倍，通过疲劳试验可以验证（亲自做疲劳试验最具可信性），全面取代各类光面钢丝绳，也可替代先镀后拔薄锌层镀锌钢丝绳使用（可通过盐雾试验检验耐蚀能力），使用寿命超长，单位使用成本更低，质量稳定性更佳。2.镀锌钢丝绳，包括热镀锌和电镀锌两种，一般热镀锌锌层厚，电镀锌锌层薄3.不锈钢丝绳，以304或316不锈钢为主，防腐蚀效果非常优秀但是价格昂贵4.涂塑钢丝绳，碳素钢丝绳基础上，外层涂覆聚乙烯、聚丙烯或尼龙5.光面钢丝绳，使用寿命短，市场需求剧减，将被磷化涂层钢丝绳全面淘汰。6.海洋工程系泊用钢丝绳7.缆索钢丝绳大气环境中使用的起重机械，优选锰系磷化涂层钢丝绳，重腐蚀环境优选热镀锌—磷化双涂层钢丝绳，海水中优先海工钢丝绳。采购时请注意，在购货发票必须注明钢丝绳名称，如磷化涂层钢丝绳或316不锈钢丝绳，防范不法企业侵害自身合法权益，另外，专利产品一般在钢丝绳外包装上有专利号喷涂标注，质保书应有主要技术指标，如磷化膜种类和膜重（磷化膜膜重大小、耐磨性、耐蚀性等对钢丝绳使用寿命有重要影响），仅供参考。

YB/T4288-2012电梯用钢丝绳弯曲疲劳试验方法，按照上述标准对不同厂家不同工艺生产的电梯钢丝绳测定疲劳寿命，磷化涂层电梯钢丝绳疲劳寿命远远超越光面电梯钢丝绳。

专利技术生产的磷化涂层钢丝绳，优先采用锰系或锌锰系磷化，与光面钢丝绳生产工艺对比，只是增加了最后的耐磨磷化处理工序，制绳钢丝的耐磨性和耐蚀性大幅度提高，使用磷化钢丝直接捻制钢丝绳。目前疲劳试验数据表明，磷化涂层钢丝绳疲劳寿命是同结构光面钢丝绳的3-4倍左右（试验室可比条件下）随着对耐磨磷化配方的研究，还有大幅度提升的可能性。如果公司拥有疲劳试验机，建议自己做磷化涂层钢丝绳与光面钢丝绳疲劳寿命对比验证试验，这样的数据最具可信性。

钢丝绳单位使用成本可以这样计算，购买钢丝绳费用除以使用天数，即算出元/天。或者电梯钢丝绳购买费用除以使用次数。也可以用购买钢丝绳费用除以运输货物的吨数。以此数据可以比较使用那种钢丝绳更加核算。价格便宜的钢丝绳不等于使用成本低，价格贵的钢丝绳也不等于使用成本高。

钢丝绳使用寿命与疲劳寿命是正比关系，按照现在钢丝绳市场的大致价格，锰系磷化涂层钢丝绳的价格高于光面钢丝绳，而使用寿命延长幅度远高于价格的增长幅度，所以，磷化涂层钢丝绳日均使用费用仅为光面钢丝绳的30-45%，使用成本更低，性价比更高。

所以，磷化涂层电梯钢丝绳，使用寿命超长，使用成本更低，肯定全面淘汰光面电梯钢丝绳，这是大势所趋，是钢丝绳制造技术的发展趋势。个人观点，仅供参考