高压管汇由壬翼形螺母的失效原因

页岩气压裂施工中,某高压管汇由壬翼形螺母在服役期间发生断裂,从失效由壬翼形螺母断口位置取样,进行宏观、微观观察,断口能谱分析,硬度测试及金相检验等,并利用ABAQUS软件对由壬翼形螺母进行力学分析,揭示其失效机理。结果表明:螺母内径存在多点疲劳源,断口中央有明显贝纹线且被红褐色(Fe_(2)O_(3))、黄绿色(FeCl_(2))腐蚀产物覆盖;微观断口表面存在球状氧化物,能谱分析表明其含有一定量的Ca、Si元素,螺母原材料中存在较多C类和D类非金属氧化物;硬度和金相组织均达到工艺要求;有限元分析所得产生应力集中的部位与实际断裂位置一致,即靠近母由壬螺纹顶端处,且最大应力为910 MPa,超出材料屈服强度。故由壬翼形螺母失效机理为腐蚀疲劳断裂。最后,提出了相应的改进措施。

横向冲击载荷下齿形双螺母防松性能

针对螺栓连接结构在舰船爆炸冲击中容易发生松动的现象,设计了一种齿形双螺母的防松结构。利用局部滑移理论分析齿形双螺母的防松原理,采用有限元仿真法,通过预紧力和微滑移的变化量对其防松性能进行分析,并研究了齿形双螺母防松性能的影响因素及其影响规律。研究结果表明:横向冲击载荷下,齿形双螺母预紧力下降慢,微滑移变化小,具有较好的防松性能;当楔形角与螺纹升角相同时,防松效果最差;楔形角越大,齿形数量越多,齿形双螺母的防松效果越好。

紧固管接件螺母开裂原因

某紧固管接件螺母发生开裂现象。采用宏观观察、化学成分分析、金相检验、扫描电镜及能谱分析等方法对螺母开裂的原因进行分析。结果表明:螺母显微组织可见富铬碳化物沿晶界析出,使材料的抗晶间腐蚀能力降低,腐蚀性介质渗入螺母的内壁,在腐蚀性介质与紧固力的共同作用下,螺母发生应力腐蚀开裂。

循环球式转向器转向螺母多向成形工艺及模具设计

【目的】循环球式转向器转向螺母决定着汽车转向性能的优劣,目前该零件一般采用普通模锻的方式进行生产,材料利用率较低,因此需要探索一种新的成形工艺,以提高材料利用率,降低生产成本。【方法】以循环球式转向器转向螺母为研究对象,根据其结构特点,提出一种新的多向成形工艺,对成形工艺进行了数值模拟分析,对关键模具零件进行了模具应力分析,设计了相应的模具,并基于模具柔性设计方法,对主要模具进行了分体模具柔性设计。【结果】1)利用多向成形工艺,可实现锻件金属流动全过程主动可控,工件单工位成形,节约成本,减少设备投资与模具投资。2)采用分体模具的柔性设计方法,满足了不同型号产品的使用需求,降低了开模成本,提高了换模效率,兼顾了不同型号的转向螺母产品。【结论】该工艺具有较高的使用价值,未来可投入生产实践,为汽车安全转向、安全行驶保驾护航。

某分离螺母壳体裂纹产生原因分析及结构改进

针对某分离螺母发火后壳体上端面产生裂纹的问题,对分离螺母的作用过程进行了仿真,分析了裂纹产生原因,提出了改进措施,并对其有效性进行了验证。结果表明:由于解锁过程中,分瓣螺母轴线与产品轴线的相对位置发生偏移,并且内筒活塞也发生偏转,造成结构间冲击载荷传递不均匀,从而导致壳体上端面锥台根部局部位置受冲击过大而出现裂纹。通过增大内筒活塞对分瓣螺母的接触长度和径向约束,能够改善壳体上端面锥台根部受力不均的问题,从而减少裂纹产生。

开槽螺母-螺栓连接副拧紧特性研究

由于飞机飞行过程持续遭受振动载荷,设计中广泛采用具有自锁功能的开槽螺母-螺栓连接副以防螺栓的松动和夹紧力损失。研究开槽螺母-螺栓连接副的拧紧特性,对保证连接结构的力学性能、安全性和可靠性具有重要意义。对开槽螺母拧紧工艺开展了理论分析,修正了其夹紧力-拧紧力矩关系公式。试验研究了开槽螺母型号、被连接件材料、润滑条件以及重复拧紧次数等条件对拧紧特性的影响。研究结果表明,NASM14144开槽螺母相较于高度较低的NASM14145开槽螺母,预置力矩提升了125.9%,而扭矩系数稍有降低;饱和润滑方式能有效降低扭矩系数及其波动性,螺母-连接板贴合面润滑的效果次之;重复拧紧过程使得NASM14144螺母的预置力矩降低、扭矩系数明显升高,而NASM14145螺母的拧紧特性并未显著改变。

火工分离螺母作动噪声的预示和解耦

火工分离装置在水下武器应用中,可能会由于其作动噪声过大的问题给目标带来暴露的风险。利用有限元+边界元的数值计算方法,建立了火工分离螺母作动噪声的仿真预示模型,展示了分离过程中瞬态辐射噪声的传播过程,分析了火工分离螺母作动噪声的来源和产生机理,结合试验和仿真模型计算了各声源的辐射声功率,对噪声源进行了定量解耦。研究结果表明,在10~6000 Hz的频段内,内套筒撞击的贡献量约为50%,螺母瓣撞击的贡献量约为23%,燃烧噪声的贡献量不到1%,但是在低于400 Hz的低频段内,燃烧噪声的贡献较大,约为22%,仿真结果与试验测试结果一致性较好。

拧紧力矩配比对双螺母螺栓连接松动过程影响的实验与仿真

工程中双螺母防松是一种常见的螺栓连接防松形式,不同的拧紧力矩配比对其松动过程及防松效果产生的影响不同。通过横向振动试验对比了单、双螺母节点的耗能能力,通过实验对比不同拧紧力矩配比下双螺母螺栓预紧力的实验结果与理论结果,针对横向载荷作用下双螺母螺栓连接节点,建立了考虑螺纹的精细化有限元模型,得到不同拧紧力矩配比下连接节点的螺栓夹紧力变化、滞回曲线、刚度退化系数、耗能能力、螺纹接触状态以及螺栓塑性变形,多方面分析拧紧力矩配比对螺栓连接节点松动过程的影响,综合对比给出其影响规律,并给出最佳拧紧力矩配比,有助于优化双螺母螺栓的设计,提升双螺母螺栓的防松效果,为后续的研究与应用奠定基础。

基于改进YOLOv7算法的接触网吊弦线夹螺母状态识别方法

针对传统的深度学习算法在处理铁路接触网吊弦线夹螺母时效果不佳,而人工巡检吊弦线夹螺母速度慢、难度大问题,提出一种改进的YOLOv7算法对接触网吊弦线夹螺母状态进行识别。首先,该算法在YOLOv7原有模型特征提取网络的末端融合卷积和自我注意力机制,使算法既拥有注意力和卷积的优势,又与单一的卷积或注意力相比具有较小的计算量,以提升缺陷检测的速度;然后,在特征提取网络的输出端引入空间到深度卷积模块,以空间层到深度层取代池化层,以非跨行卷积层取代跨行卷积层,强化算法对螺母缺陷状态的识别能力;最后,在输出层加入新的移动网络轻量级坐标注意力机制,以得到方向感知和位置敏感的注意图,互补地应用于输出特征图,以更有利于接触网吊弦线夹螺母的识别。仿真实验结果表明:在未经裁剪的接触网吊弦数据集上,该算法对吊弦线夹螺母状态识别的正确率达到90%以上,平均检测准确率为98.5%,证明改进后YOLOv7算法在兼具检测速度的同时能更加准确地识别接触网吊弦线夹螺母状态。

基于ABAQUS二次开发的钛合金自锁螺母收口过程研究

为探究钛合金自锁螺母收口工艺参数对收口区域成型规律的影响,基于ABAQUS建立钛合金TC4自锁螺母收口成型过程的有限元仿真模型,对ABAQUS进行二次开发以实现前处理过程的参数化,建立GUI界面从而有效减少收口过程有限元仿真模型建立所需的时间与精力,提高有限元仿真效率。仿真研究结果表明:增大收口量与收口点高度能够显著提高自锁螺母变形程度,从而提升产品的锁紧性能。

混凝土紧固件螺母缺失电磁无损检测

混凝土紧固件螺母缺失缺陷直接影响其承载能力,为了保障工程结构安全,提出了利用检测面磁场强度分布特征辨别螺杆螺母缺失缺陷。首先,利用有限元软件计算三组定位检测点的磁场强度,准确定位螺杆轴线;其次,在完成螺杆定位的基础上,仿真计算螺杆轴线上磁场强度的变化规律和特征,用以判断螺杆上是否存在螺母缺失缺陷;最后,搭建稳恒磁场发射与高斯计检测试验平台,测量有无螺母时磁场强度随检测点位置变化的波形,验证了检测方法和仿真计算结果的合理性。研究结果表明,对比无螺母存在的紧固件,M30型螺杆存在螺母时,螺母处磁场强度会发生最大0.23 mT的突变,突变量可以分辨螺杆上有无螺母以及螺母所处相对位置,具有较高的灵敏度和可靠性,对无损检测混凝土结构紧固件中有无螺母缺失缺陷提供了方法支持。

不同参数条件下双螺母螺栓连接松动过程的实验研究

针对工程中常见的双螺母螺栓连接,建立了螺栓上下螺母拧紧力矩与预紧力之间的关系,并验证了其正确性,通过横向振动实验得到了不同参数条件下双螺母螺栓连接剩余预紧力的百分比,分析了在横向载荷作用下振动幅值以及上下螺母拧紧力矩配比对双螺母螺栓连接松动的影响,给出了双螺母螺栓连接中上下螺母的最佳拧紧力矩配比,分析了双螺母螺栓连接螺纹磨损机理。

收口量对自锁螺母自锁力矩和防松性能的影响研究

自锁螺母是航空航天领域常用的紧固件,防松性能是其重要的技术指标。目前缺少对收口量与防松性能之间关系的深入研究。建立了包含收口过程、装配过程和松动过程的自锁螺母防松性能仿真分析方法,并以航天MJ10规格自锁螺母为对象,进行收口量对自锁力矩和防松性能的影响研究。结果表明,收口量在0~300μm时,自锁力矩随着收口量的增大而增大,即收口量越大自锁螺母的自锁力矩也越大。收口量不超过250μm时,收口量越大预紧力衰减速率越小;收口量超过250μm时,收口量越大预紧力衰减速率越大,即在一定范围内,收口量越大自锁螺母的防松性能也越好,但是当收口量超过某一值后,自锁螺母的防松性能反而下降,并非收口量和自锁力矩越大,自锁螺母的防松性能越好。可以为紧固件制造企业优化自锁螺母收口量提供参考。

基于仿真的TC4钛合金自锁螺母三点收口模具结构研究

针对K12规格TC4钛合金自锁螺母,建立三点收口过程有限元仿真模型,对4种收口模具进行仿真分析,优选出收口模具二,分析了其结构端面圆角半径、侧面圆角半径、端面宽度和端面长度对螺母变形区域应力分布及变形状况的影响。结果表明:增大收口模具端面宽度、减小端面圆角半径可以增加螺母变形区域的变形程度;减小收口模具端面长度可以减小收口量波动对螺母变形质量的影响。在正交试验获得的最佳工艺参数下,采用优化后的收口模具二可降低收口量波动,更好地满足自锁螺母性能要求。

高锁螺母产品力学性能及稳定性研究

高锁螺母是一种能实现螺纹自锁、高强度的紧固件,通常与高锁螺栓配合使用。为研究国产不锈钢高锁螺母力学性能是否满足产品标准要求,开展了不锈钢高锁螺母力学性能分析试验,并通过标准差σ、离散系数Cv等特征参数分析了国产产品性能的稳定性。结果表明,国产不锈钢高锁螺母的各项力学性能结果均满足标准要求,力学性能的变异系数Cv较小,其数据水平和稳定性能够达到或超越进口产品的水平。

7075-T73铝合金高锁螺母收口开裂预测及工艺优化

基于Normalized Cockcroft&Latham损伤准则,结合有限元软件建立7075铝合金高锁螺母收口开裂预测模型,结果表明:高锁螺母收口开裂比实际开裂早,试验标定的损伤断裂临界值偏小,7075铝合金损伤临界值校核值为0.45。基于校核后的预测模型,优化收口模具及工艺参数,其中收口速率对螺母收口成型性影响不大,其它工艺允许的情况下增大螺母牙底半径可有效改善螺母牙底的受力。优化了收口模具和收口高度,得到了最优矩形收口模具结构和匹配的收口高度,试验结果显示7075铝合金高锁螺母在优化后的工艺下收口后,锁紧力矩和预紧力的稳定性明显改善。

0Cr12Mn5Ni4Mo3Al不锈钢自锁螺母的开裂原因

某0Cr12Mn5Ni4Mo3Al不锈钢自锁螺母在服役过程中出现开裂。对开裂螺母进行了宏观和微观断口形貌观察、表面能谱分析、显微组织及力学性能分析与测试等。结果表明:该螺母开裂原因为应力腐蚀开裂(SCC)。裂纹起源于法兰面与螺母体交接处,螺母体与法兰面呈直角此处易积液,螺母表面处理方式为钝化和涂MoS_(2),其耐蚀能较差。在腐蚀性潮湿大气环境中,干湿交替作用下螺母产生局部腐蚀点,在腐蚀点处萌生裂纹,裂纹在螺母圆周切向拉应力作用下扩展直至螺母开裂。

汽车管件连接螺母断裂失效分析及工艺改进

汽车管件连接螺母在汽车上起到管件连接、紧固和密封等作用,广泛应用在汽车的供油、供水、供气等相关系统中,对汽车各系统的正常运行和行驶安全起到重要作用。然而,在汽车行驶过程中,管件连接螺母容易受到高温、高压、震动等恶劣环境的影响,导致松动、渗漏、疲劳裂纹、断裂等故障,对汽车质量和驾乘人员安全造成较大影响。通过使用扫描电镜、硬度计、工业CT等设备对断裂失效的管件连接螺母进行全面分析,找出了断裂的根本原因,并确定了存在问题的工艺参数。最后,对汽车管件连接螺母的成型工艺参数进行了优化,有效避免了由于微裂纹产生而导致的失效,提升了管件连接螺母的质量,保障了驾乘人员的安全。本研究对于分析螺母类零件断裂失效原因并解决实际问题具有指导意义。

双螺母防松原理分析及应用探讨

在机械工程的实际工作中,经常需要使用一条螺柱将2个或2个以上的部件连接起来,为了防止连接好的部件松动,需要采取防松措施。本文对其中一种常用的防松措施——双螺母防松的细节和原理进行分析讨论,并提出双螺母防松具体安装方式的建议,对于机械工程的实践工作具有一定的指导意义。

基于机器视觉的螺母高速识别与分类方法研究

为提高生产车间工作效率,针对多种型号和不同质量状态的螺母混合场景,提出了一种利用单目相机和机器视觉技术对螺母进行分类的方法,解决了生产车间螺母识别分类问题,代替了传统的分类方式。该方法通过优化改进边缘检测算法和采用朴素贝叶斯分类算法对螺母的内径和颜色特征进行训练,从而获得分类模型,实现了螺母的自动识别分类。实验结果表明,该分类方法型号识别准确率为100%,型号和质量状态整体识别分类准确率为91.1%,适用于较低硬件配置下的工业流水线部署,可以实现对不同型号螺母的回收分类再利用,具有良好的应用前景。