低应力疲劳裂纹可控式精密分离技术

金属棒、管料下料工艺被广泛应用于装备制造业、汽车工业、航天工业和轴承工业。传统棒、管料下料技术存在生产效率低、材料利用率低和断面质量差等缺点。为实现"既平又快"的精密下料,提出低应力疲劳裂纹可控式精密分离技术。总结了低应力疲劳裂纹可控式精密分离技术的原理,针对应用该技术的6种相关工艺在工作原理、装备设计、下料效率、断面质量、适用范围及工艺优缺点等方面进行了探讨。最后总结出低应力疲劳裂纹可控式精密分离技术适用于直径为Φ2~Φ70 mm的棒、管料下料。相比于传统下料技术,低应力疲劳裂纹可控式精密分离技术下料效率高、断面倾斜度小、精度高。提出了该技术进一步研究的方向。

低应力应变疲劳的探讨

利用断裂力学原理研究低应力疲劳的实质,指出传统低应力疲劳研究的一些局限,探讨低应力疲劳的研究方向,即建立考虑平均应变/应力影响和多轴条件的应变疲劳可靠性分析方法。

风力机钢塔筒结构风致疲劳分析方法研究

高耸、轻柔的风力机钢塔筒结构在风荷载作用下的抗疲劳设计是一项重要且难度较大的工作,该文主要探讨其风致疲劳的分析理论与方法,并在某典型风力机结构中加以应用。建立了包含“叶片-机舱-塔筒-基础”的风力机结构整体有限元模型;基于气象站的气象资料推导得到了风力机位置处的风速风向联合分布函数;对风力机钢塔筒结构进行了风振响应时域分析,系统地建立了风力机钢塔筒结构合理考虑叶片旋转效应、风向及低应力幅循环对疲劳损伤有折减影响的风致疲劳寿命时域和时-频域分析方法。研究表明:叶片旋转效应对钢塔筒响应的均方根值影响较为显著,风力机钢塔筒结构风致疲劳寿命分析需考虑叶片的旋转效应。风向对钢塔筒结构的风致疲劳累积损伤影响较大,在风向出现概率较大的区间产生的风致疲劳累积损伤较大。相对于时域分析方法,时-频域分析方法计算得到的钢塔筒结构疲劳寿命均偏低,且计算较简便。建议采用雨流修正后的等效应力法、TB-2和Dirlik公式来进行风力机钢塔筒结构的风致疲劳寿命预测分析。针对实际设计需求,兼顾安全性和经济性,建议采用不同的风致疲劳分析方法。

金属管料下料技术概述

本文分析总结了金属管料的传统下料方法和新型下料方法的原理及其各自优缺点与适用范围。传统管料下料方法主要指切割下料和剪切下料,其中切割下料包括锯切、切管机切割、旋转楔入法切割和激光切割等;剪切下料包括无芯棒剪切法、带芯棒剪切法和带芯棒圆周剪切法。而新型管料下料方法主要指金属厚壁管的低应力疲劳下料法。文章分析指出采用传统的切割法进行管料切割下料会产生金属损耗且生产效率低,不适合大批量生产;采用剪切法下料几乎没有金属损耗,但是所下管料断口处由于受压力的作用易产生变形,断面形状精度较差且所需下料载荷也较大;管料的低应力疲劳下料法所需下料载荷低、无金属损耗且断面质量高,是一种经济环保高效的管料下料方式。

M5-36-11No.20.5D风机轴断裂分析

通过观察断裂风机轴裂纹宏观和微观形貌 ,检验化学成分、显微硬度等方法对风机轴断裂的原因进行了分析。结果表明 。

M5-36-11No.20.5风机轴断裂分析

采用宏微观检验、化学分析和显微硬度检测等方法对风机轴的断裂原因进行了分析。结果表明 ,该轴断裂是由于轴表面存在焊接缺陷 ,在旋转弯曲应力作用下产生低应力疲劳开裂。

3J1弱磁性合金钢转轴断裂失效分析

某产品用Ni36CrTiAl(3J1)合金钢转轴在耐久振动试验过程中发生断裂,对其化学成分、硬度、金相组织、断口微观形貌进行分析。结果表明,3J1合金钢转轴为高周低应力疲劳断裂,结构设计不合理导致局部强度不足是导致断裂的主要原因。对转轴进行局部结构改进,重新进行耐久振动试验,验证了转轴改进措施的有效性。

氢气压缩机缸盖螺栓断裂失效分析

某石化公司氢气压缩机缸盖螺栓发生断裂,采用宏、微观断口分析、化学成分分析、金相检验以及力学性能测试等试验手段分析了该氢气压缩机缸盖螺栓的断裂原因。结果表明:断裂起源于螺杆与螺栓头部连接螺纹末端的应力集中处,由于应力集中,加之螺栓强度等级偏低,使螺栓在长期工作过程中的往复交变应力和扭转应力共同作用下发生了低应力高周疲劳断裂。

焦炭塔的剩余寿命评估与安全生产

论证了焦炭塔使用寿命及安全评估与安全生产的意义。指出温差应力是影响焦炭塔使用寿命的主要因素。由于温差应力大、结构不甚合理以及检修质量问题,塔体与裙座连接焊缝开裂周期越来越短、开裂越来越严重,使之成为影响焦炭塔使用寿命的关键因素。评估结果认为,焦炭塔的剩余使用寿命是由疲劳试验结果决定的。焦炭塔剩余寿命评估为延迟焦化装置的安全生产奠定了基础。

氧化风机主动轴断裂失效分析

采用宏观断口、化学成分分析、硬度试验和金相分析等方法,对氧化风机转轴运行中发生断裂的原因进行了分析,结果表明,断口与轴基本垂直且偏向轴中心一侧,瞬断面积较小,说明瞬断时受力较小,断口贝纹明显清晰,由此可以断定失效轴是在旋转弯曲载荷作用下,引起的低应力疲劳损坏。

LL480汽车发动机连杆断裂失效分析

采用化学成分分析、金相组织检验,扫描电镜观察等方法对断裂的LL480汽车发动机连杆进行了分析。结果表明:连杆的断裂属于低应力疲劳断裂。连杆小头孔表面的切削刀痕是导致连杆断裂的主要原因。

发电机转子断裂失效的测试分析

介绍了某机组发电机转子断裂的概况,通过对断裂发电机转子进行宏观分析以及化学成分、力学性能、金相分析、断口扫描电镜、超声波探伤检验等试验,分析了发电机转子断轴的原因,并确认了转子断裂失效的类型及引起断裂失效的主要原因,提出了预防此类发电机转子断裂失效的建议和方法。

变速箱六档齿轮断裂分析及解决措施

对频繁出现轮齿早期断裂的变速箱六档齿轮进行了分析。通过对齿轮断裂特征、显微组织、硬度等方面的综合分析,确定了其断裂形式为低应力高周疲劳断裂。由裂纹扩展过程判断齿轮轮辐设计强度不足是导致其大批量早期疲劳失效的根本原因。据此通过改进齿形、油孔等设计措施,降低齿根部的设计应力水平,解决了这一问题。

球罐补焊处射线照相方法探讨

大型乙烯球形容器（以下简称球罐），是乙烯装置中贮存大量易燃、易爆介质的关键设备之一，防止球罐的低应力疲劳脆性破坏也是业界十分关心的课题。

汽车发动机曲轴断裂失效分析

某厂生产的发动机曲轴在用户使用过程中,3个月内共发生了4起曲轴断裂失效事故,采用化学成分分析、金相检验、硬度测试以及断口的宏、微观形貌分析等方法对断裂曲轴进行了分析。结果表明:曲轴断裂为高周低应力弯曲疲劳断裂,导致其断裂的主要原因是在曲轴第一曲拐过渡圆角R附近的曲柄表面聚集分布着机加工刀痕,形成了应力集中;在用户行驶过程中因车况、路面等复杂因素形成的过载或冲击载荷等作用下,在第一曲拐轴颈R附近曲柄表面应力集中的机加工刀痕处萌生疲劳裂纹,并逐步扩展直至断裂失效。

销轴断裂失效分析

针对重型汽车方向盘连接定位销轴使用700 h左右发生断裂事故,通过综合检测结果及分析判断,确定了销轴断裂的原因。结果表明:销轴未履行表面感应淬火工序,使零件表面没有硬化层,产生脱碳现象,降低了销轴的抗疲劳性能,过早诱发裂纹源,导致销轴提前发生高周低名义应力双向弯曲疲劳断裂;销轴调质热处理效果不佳以及带状组织偏析的存在,加剧缩短疲劳裂纹扩展进程,引起销轴使用寿命降低。

可拆卸卡箍断裂原因分析

飞机发动机引气预冷系统导管固定卡箍服役后发生断裂,通过外观观察、断口宏微观观察、金相组织检查、硬度试验、化学成分分析等方法对卡箍断裂原因进行了综合分析,结果表明:断裂卡箍为高周疲劳断裂;导管设计布局在发动机舱,断裂卡箍处位于导管安装有波纹管端附近,在发动机运转中产生振动,如果卡带与支架装配过程中装配应力过大,会导致外表面边角处应力较大,同时在振动应力作用下,在外表面边角应力集中处形成裂纹并扩展,降低支架的边缘和卡带表面处的应力集中,消除卡带边缘的残余应力,可有效防止卡箍的疲劳断裂。

某空压机曲轴断裂失效分析

某空压机曲轴在车辆行驶过程中于轴颈圆角处发生断裂。通过宏观分析、扫描电镜分析、金相分析、圆角表面粗糙度测试以及硬度测试等方法对空压机曲轴的断裂原因进行了分析。结果表明:曲轴断裂为低应力下的高周疲劳断裂;裂纹起源于轴颈与轴肩圆角过渡处的加工刀痕,经疲劳扩展后发生断裂;曲轴断裂的根本原因是圆角处加工刀痕粗大,表面粗糙度不满足加工标准要求,应力集中严重,以及曲轴基体硬度偏低。最后针对曲轴断裂失效原因,提出了相应的改进建议。

斜齿轮断裂分析

斜齿圆柱齿轮传动由于具有啮合性能好、传动平稳、噪声较小、齿轮承载能力强等特点,广泛应用于大型成套工业设备中。讨论了某掘进机减速箱中的斜齿轮,掘进机在工作过程中减速箱里斜齿轮上有些齿已经断裂,对断裂的齿轮齿根部的裂纹进行了化学成分、力学性能分析,并进行了维硬度检测、微观检测。通过对检测结果进行分析,找出了产生缺陷的微观机制和影响因素。