随着陆上油气勘察逐渐步入衰退期,海洋油气资源的开采迅速发展。浅海区域油气资源的地质特征与陆上油气田相似,因此得到较早开发。近年来全球海上油气开发逐渐向深海转移,管线钢是输送油气经济有效的方法之一,但长时间在高压恶劣的环境下工作,或多或少会面临损坏的危险。快速发展的绳锯机成为了海底管道维修冷切割的最佳选择。目前我国对绳锯机切削钢基材料的研究仍处于初始阶段。本文是在国家自然科学基金项目:深水环境下金刚石串珠绳切割钢基材料切削及磨损特性研究的资助下,针对金刚石串珠绳切削钢基材料的摩擦性能进行了深入研究,建立了金刚石颗粒与钢基材料的切削仿真模型,对切削过程中的切削力、残余应力、切削温度、摩擦特性等方面进行了仿真分析和实验研究。通过对国内外水下金刚石绳锯机的发展现状及工作原理的深入了解,设计了一种金刚石绳锯实验台,主要探寻切削过程中串珠绳张紧力与进给速度之间的量化关系,同时对金刚石串珠的摩擦性能进行研究。对金刚石颗粒与钢基材料接触面的摩擦机理进行研究,采用了粘结—滑移摩擦模型,分析了切削过程中切削角度、切削速度不同的情况下摩擦系数变化对切削力影响变化趋势,同时研究了切削速度和摩擦系数对工件表面残余应力分布的影响情况。在已建立的切削摩擦模型基础上,对金刚石颗粒切削过程中的切削热和切削温度进行分析研究,探寻切削速度、切削深度及颗粒前角对金刚石颗粒切削X56管线钢过程中切削温度的影响,并分析切削参数变化条件下摩擦系数对切削温度的影响规律。针对多层钎焊金刚石串珠进行摩擦实验,验证仿真建立的摩擦系数数学模型,分析切削摩擦过程中摩擦系数的变化规律;并用单因素法研究摩擦速度、负载变化对金刚石颗粒和X56管线钢间摩擦系数的影响;分析实际切割后钎焊金刚石串珠的表面形貌。