TBM刀盘裂纹损伤特性及疲劳可靠性研究

刀盘作为硬岩掘进机(tunnel boring machine, TBM)工作过程中的核心受力载体,承受多方向的随机载荷,容易萌生裂纹导致疲劳失效,影响施工进度和安全,因此研究其裂纹疲劳可靠性具有重要意义。本研究通过受力分析得到刀盘易萌生裂纹区域及应力特征,并使用子模型技术法计算刀盘裂纹应力强度因子,研究刀盘裂纹损伤特性;然后结合裂纹疲劳理论,构建了以裂纹扩展寿命为基本变量的TBM刀盘裂纹疲劳可靠性评估模型,应用JC法求解刀盘在不同工作环境下的可靠度,并讨论了不同因素对刀盘可靠度的影响。研究表明:裂纹尖端最深处的裂纹扩展以张开型和撕开型为主,而裂纹两端3种扩展形式都存在;刀盘的裂纹疲劳可靠度随着初始裂纹深度的增大而显著减小,随着裂纹形状比的增大而增大,而临界裂纹深度的变化对可靠度的影响不明显。

柴油发动机铝气缸盖喷油器孔开裂分析

通过宏观形貌观察、显微组织检验、金相分析、化学成分分析、硬度与力学性能检测等方法对柴油发动机铝气缸盖喷油器孔进行综合试验,以分析铝气缸盖喷油器孔开裂的原因。结果表明,裂纹起源于气缸盖第二缸喷油器孔底部对应排气侧的水道壁,以疲劳裂纹的方式扩展,直至贯穿喷油器孔壁。

泵头体裂纹失效分析

采用化学成分分析、力学性能测试、宏观观察及金相检测等手段,对不锈钢泵头体裂纹产生的原因进行了分析。结果表明:由于泵头体抗拉强度低、晶粒稍粗,因此导致其自身的抗疲劳强度不足,在交变载荷压应力的作用下,材料因疲劳而产生裂纹。

燃油车发动机缸盖开裂失效及改进方法探究

开裂是常见的发动机气缸盖失效形式,为了提高气缸盖工作的可靠性,避免出现开裂失效。以某个气缸盖开裂失效案例为代表,从机械疲劳开裂、热疲劳开裂、腐蚀疲劳开裂、材料与热处理工艺等方面入手分析开裂失效原因,并提出相应的改进方法来避免机械疲劳开裂、热疲劳开裂,之后对改进后的气缸盖进行试验,结果未出现开裂失效,表明本文提出的改进方法切实可行。

圆钢加工开裂形成原因分析与控制措施研究

针对圆钢加工表面开裂问题,通过冷镦实验、金相组织分析、电镜断口形貌分析及EDS夹杂物分析,并进行现场工艺调整及生产跟踪,找到了圆钢表面缺陷工艺遗传规律。研究表明,圆钢表面裂纹是铸坯存在皮下气泡或表面针孔缺陷遗传,后续在轧制过程中发生破裂及扩展所致。通过优化炼钢和轧制工艺,圆钢表面质量大幅提升,具有一定的借鉴作用。

乙二醇装置奥氏体不锈钢封头的开裂原因及预防对策

采用无损检测和金相、硬度、铁素体含量等理化检验,对某企业乙二醇装置奥氏体不锈钢封头的开裂原因进行了分析,并提出了预防措施。结果表明:不锈钢封头的开裂形式为穿晶型应力腐蚀开裂;冷成形后的封头组织中含有大量形变诱发马氏体,且硬度大幅升高,在焊接残余应力和冷成形加工残余应力的共同作用下,封头发生氯化物应力腐蚀开裂,且含乙酸和甲酸的弱酸性环境对开裂起到显著的促进作用。建议对冷成形后的封头进行固溶处理,以消除加工硬化的影响。

六角头螺栓断裂原因

在安装与紧固某六角头螺栓时,螺栓头下圆角处发生断裂。采用宏观观察、化学成分分析、低倍检验、金相检验、力学性能测试、扫描电镜和能谱分析等方法对六角头螺栓的断裂原因进行分析。结果表明:六角头螺栓出厂前,其头部存在缺陷,导致螺栓淬火时发生应力集中并产生淬火裂纹,在已经存在裂纹的情况下,螺栓在安装时受到外加应力的作用,使淬火裂纹扩展,导致六角头螺栓断裂。

改进的YOLOv8的路面裂缝识别算法

路面裂缝是影响道路正常使用和交通安全的关键隐患之一。针对现阶段算法在路面裂缝识别中存在的成本高、效率低及准确率不足等问题,提出一种以YOLOv8框架为基础的改进的路面裂缝识别算法。首先,引入小目标层及额外的检测分割头,提升局部细小特征信息的检测和融合能力。其次,借鉴Transformer处理序列数据的上下文关联能力,融入了PET模块以获取全局自注意力机制,进一步优化对细小且长的裂缝的识别性能。此外,引入SPPF复用以增强特征信息表征,提升目标物体的识别和定位能力。结果表明,改进模型在路面裂缝识别有较显著提升,其mAP50达到73.1%,较原始提升8.3%,同时,与SSD、Mask R-CNN、YOLOv5、YOLOv6等4种算法进行对比分析,在均衡时空资源消耗和准确率下,改进算法具有更高的识别精度及环境适应性。

免退火CH35A-M冷镦钢螺栓开裂原因分析

采用免退火CH35A-M冷镦钢制作的六角头螺栓调质处理后发现有个别开裂。对开裂螺栓进行了宏观检验、金相检验和断口分析。结果表明:螺栓无明显缺陷,裂纹两侧无脱碳现象,但断口被氧化成黑色。据此可以断定,螺栓淬火开裂是可能存在机加工缺陷所致。

液氨储罐氨应力腐蚀开裂分析

某制冰企业1台液氨储罐投用3年后,首次定期检验发现其气相空间封头直边段有1处开裂,导致氨液泄漏。通过相控阵检测,发现其两侧封头直边段存在多处横向裂纹缺陷,缺陷均起源于焊缝热影响区,且与母材表面基本垂直。利用金相检验发现,裂纹有沿晶和穿晶两种微观形貌;通过硬度测定发现,越靠近热影响区的硬度值越高;此外,测厚未发现严重减薄。综合检测结果和液氨储罐的使用工况,判断该台液氨储罐封头直边段的多处缺陷为内壁在液氨腐蚀环境和残余应力共同作用下发生了氨应力腐蚀开裂并扩展至外壁所致。针对氨应力腐蚀开裂的成因,提出了一些防范措施,并对此类设备的定期检验提出了一些建议。

引江济淮船闸闸首施工期开裂风险与防裂分析

与混凝土坝相比,船闸闸首、泵站类薄壁大体积混凝土结构体型相对较小,但结构型式与受力复杂、约束明显且采用泵送高性能混凝土浇筑,早期混凝土放热量较常态混凝土大且发热快,施工期比大坝更易产生温度裂缝,其防裂设计成为施工质量控制的难点之一。结合在建的引江济淮枞阳船闸上闸首工程,采用三维有限元法仿真分析手段,模拟真实环境、材料、结构、温控措施的影响,分析结构施工期温度场、应力场以及开裂风险,并提出针对性的防裂措施。研究表明,输水廊道、墩墙、空箱及启闭机房周边大体积混凝土等功能性部位为高风险开裂部位,实现控温浇筑、通水冷却以及表面保温的多措并举且差异化控制,能够大大降低其开裂风险,可为引江济淮工程薄壁结构防裂设计提供参考。

基于高检测灵敏度的钢轨探伤车轨头小核伤出波图形精细化分析方法研究

钢轨探伤车凭借其高效率优势,正逐步替代手推式人工探伤仪,成为国内重要的钢轨探伤检测设备。为保障检测效果推行的高检测灵敏度探伤,在提高探伤车对轨头核伤尤其是小核伤检出能力的同时,也带来了新的难题,检测数据杂波密集,难以区分小核伤波与杂波。针对该情况,通过对比高检测灵敏度探伤前后轨头核伤的出波特点,分析轨头小核伤识别率低的原因,提出精细化分析方法。在大量收集小核伤图谱和杂波图谱、持续推进探伤车与探伤仪小核伤检测数据对比后,极大提升了轨头小核伤的识别率。

PSB精轧螺纹钢预应力扩大头抗浮锚杆设计

依托成都某PSB精轧螺纹钢预应力扩大头抗浮锚杆项目,介绍了PSB精轧螺纹钢预应力扩大头抗浮锚杆的设计计算方法。依据《建筑工程抗浮技术标准》(JGJ 476—2019)、《高压喷射扩大头锚杆技术规程》(JGJ/T 282—2012)、《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)(2015年版)等国家标准规范从PSB精轧螺纹钢预应力扩大头抗浮锚杆承载力计算、锚杆材料选用及强度计算、预应力损失及预应力张拉计算、锚墩区受压截面尺寸验算、筏板基础抗冲切验算等方面对PSB精轧螺纹钢预应力扩大头抗浮锚杆进行了计算。结果表明采用以上方法对PSB精轧螺纹钢预应力扩大头抗浮锚杆进行设计计算,能够满足行业内各规范的规定。

冷成形奥氏体不锈钢封头硬度和铁素体含量超标及异种钢焊接裂纹案例分析

冷成形奥氏体不锈钢封头硬度、铁素体含量超标,异种钢焊接裂纹是压力容器监造过程中遇到的比较典型的制造质量问题。本文结合监造设备案例,对质量问题产生的原因进行分析,提出了处理措施,为后续监造过程中预防、处理同类质量问题提供借鉴。

Screw Analysis of Head Broken in Process

The screw defective products is found in process course. The most important defect is the head broken so it will be paid attention to. In this paper the kind of process is analyzed so that the work harding is the main cause, which is concluded. The present paper is to cause skilled worker and related engineer′s attention and advices.

既有建筑纯地下室结构浮力破损调研分析报告

介绍了既有建筑纯地下室结构在水上浮力的作用下,产生的各种破损情况,分析了上浮破损的主因和避免这种破损的关键,对新建纯地下室结构的抗浮加固设计与施工以及修订《建筑工程抗浮技术标准》JGJ467-2019等具有参考价值。

钻井泵泵头体疲劳裂纹扩展分析

为探究钻井泵原头体裂纹扩展规律,对五缸钻井泵进行裂纹扩展分析。首先,针对泵头体材料进行拉伸、断裂韧度及裂纹扩展速率试验,获得有限元仿真参数;随后,对泵头体进行极限工况下的强度分析及疲劳安全系数分析,获得易发生裂纹的区域;最后,通过改变裂纹形状、尺寸、应力比及温度来探究泵头体的裂纹扩展规律。结果表明,五缸钻井泵泵头体易产生裂纹的区域为右端液压腔相贯线位置处;裂纹尺寸的增加会促进疲劳裂纹的扩展,且初始裂纹的深度对裂纹扩展的促进作用更加显著;增加泵头体的应力比会导致裂纹扩展难度增加,延长寿命;随着温度的增加,初始裂纹扩展加速;以裂纹深度准则进行安全性判断时,R=0.1和R=0.2时寿命分别为146和246 h;以结构面有限性度准则进行安全性判断时R=0.1和R=0.2时寿命分别为101和122 h。

高强化柴油机气缸盖部件疲劳试验等效研究

针对某型高强化柴油机气缸盖台架试验中多次发生水腔与气道壁之间贯穿性断裂问题,建立了气缸盖热机耦合有限元模型,计算了气缸盖失效部位的温度、机械应力、热应力及热机耦合应力,分析影响该型气缸盖疲劳的主要因素。结果表明,失效位置由热载荷引起的拉应力高达89MPa,是造成失效的主要原因。因此在部件疲劳试验时,提出来在喷油器安装位置施加预紧力来补偿热应力,并分析了预紧力对失效位置应力的影响规律,采用疲劳安全系数等效的方法确定了预紧力的大小。在部件疲劳试验台上进行了气缸盖疲劳试验,开裂位置与整机考核故障一致,实现了整机试验故障在部件疲劳试验中复现。

贝氏体基本轨轨头核伤原因分析

对伤损的U20Mn贝氏体基本轨进行了宏观形貌观察、断口扫描电镜观察、显微组织分析和材质检验分析试验,研究其轨头核伤原因。结果表明:该伤损基本轨的伤损类型为剥离裂纹发展成的轨头横向疲劳裂纹;轨头核伤产生的根本原因是轮轨接触应力超过了基本轨的接触疲劳强度,产生了剥离裂纹,裂纹沿接触剪切应力方向疲劳扩展,同时钢轨组织应力较大,加速了裂纹的横向扩展。改善轮轨接触方式,适时打磨消除剥离裂纹,可以减缓剥离裂纹的产生和发展。

汽车发动机缸盖开裂失效分析

汽车发动机缸盖开裂是缸盖开发中一种较为常见的故障,涉及设计、铸造、热处理、原材料、机加工,试验过程等诸多因素。本文针对某汽油发动机耐久试验过程中出现的铝合金缸盖水套与排气道间出现开裂漏水案例,结合金相,电镜,断口分析等手段,对开裂的原因进行了分析。利用计算机仿真技术,通过优化缸盖结构,解决了缸盖开裂问题,获得了良好的经济效益。这些措施对于相同类型的产品具有相同效果,为解决复杂铝合金缸盖开裂问题提供了指导意义。