内燃机车柴油机横臂断裂失效分析

针对某内燃机车柴油机配气机构横臂发生断裂失效,对失效的横臂进行了宏观及断口的观察分析、化学成分分析、金相显微组织分析和扫描电镜微观观察分析,结果表明:该横臂在制造过程中形成的工艺孔在焊接时由于焊接工艺不良,造成焊接组织粗大,Mo元素含量低,造成热疲劳性能下降,当柴油机气门闭合不良时,在气门排出的高温气体的反复作用下萌生了热疲劳裂纹,最终导致横臂断裂。

应用FEA-CFD耦合方法对某增压柴油机排气歧管的开裂失效分析及设计改进

针对某直列四缸增压柴油机排气歧管在台架耐久试验中出现开裂现象,应用有限元(finite element analysis,FEA)-计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)耦合方法对排气歧管进行了热应力分析。排气歧管热应力分析模型中的材料性质随着温度变化的关系由试验测定;在相应发动机工况下对模型预测的温度场和台架上测量的排气歧管温度进行对比,以对模型进行标定。应用标定后的模型分析排气歧管在给定热负荷条件下的应力-应变分布。FEACFD耦合分析结果表明:发生开裂的区域为高塑性应变区,从而推论导致排气歧管开裂原因为热力耦合应力作用下产生的塑性变形,即失效形式为热机械疲劳。以等效塑性应变作为塑性变形的度量及许可的等效塑性应变经验值为判据对排气歧管进行了设计改进,并从三种改进方案中找出最安全的方案进行试验验证,改进后的排气歧管顺利通过发动机台架耐久试验考核。

压铸模开裂原因分析

某厂压铸模在使用2035次后发现裂纹,采用扫描电镜、金相显微镜、化学分析及硬度测定等方法对模具开裂原因进行分析,发现模具用材料有质量问题,材料的化学成分不均匀,组织呈带状分布以及碳化物液析及非金属夹杂不正常等因素,致使该模具产生附加内应力,当模具在冷热循环及机械循环的环境下服役时,在型腔表面的拐角处应力集中部位率先产生裂纹源,再加上型腔表面脱碳等缺陷降低材料的疲劳强度,使微裂纹得以迅速扩展,最终导致模具早期热机械疲劳失效.