大型往复式压缩机曲轴深度裂纹焊接修复

某企业一台大型往复式压缩机在检修时发现曲轴产生深度裂纹缺陷。对曲轴最危险截面进行强度校核,对曲轴材料焊接工艺进行抗裂性试验,对焊接方法进行比较与工艺分析,最终采用常温下手工氩弧焊的方法来恢复曲轴原有功能。

曲轴开裂原因

采用宏观观察、化学成分分析、力学性能测试、微观分析等方法对某开裂曲轴进行分析。结果表明:曲轴在服役时发生润滑不良,使其与铜合金轴瓦之间相互摩擦,铜合金在摩擦高温的影响下发生异种金属渗入现象,曲轴表面形成较多填充有铜合金的微裂纹,这些裂纹成为疲劳源,最终导致曲轴疲劳开裂。

发动机曲轴断裂故障分析

随着柴油机发动机的爆压不断提高,发动机曲轴断裂的问题屡屡发生,成为发动机开发中的核心问题。本文以某1.9L直列四缸柴油机为例,通过有限元分析零件的实际失效状态,从而找到曲轴断裂的根本原因,并制定改进措施,为发动机设计人员分析曲轴断裂问题提供参考依据。

一种微合金钢曲轴断裂原因分析

通过化学成分检测、宏观形貌观察、显微组织观察,断口形貌分析和淬硬层硬度检测等测试手段,对微合金曲轴用钢断裂原因进行分析。结果表明:曲轴的失效模式为典型的疲劳断裂,断裂位置处于连杆颈和平衡块的过渡区、即R角区域,断裂的主要原因为R角区域粗糙的加工刀痕产生应力集中,促进了疲劳裂纹的形成,最终导致疲劳断裂。

某型柴油机曲轴开裂原因

某型柴油机曲轴在运行过程中发生开裂现象。采用宏观观察、化学成分分析、金相检验、力学性能测试、扫描电镜及能谱分析等方法分析了曲轴开裂的原因。结果表明:该曲轴表面在含有硫、氯元素等腐蚀性介质的作用下发生了点腐蚀,过渡R处的腐蚀坑成为疲劳源,在旋转和弯曲交变应力的作用下,腐蚀坑以疲劳的方式开裂并扩展,最终导致曲轴开裂。

大功率发动机曲轴疲劳断裂失效分析

通过对发动机曲轴的化学成分、显微组织及裂纹宏微观形貌进行分析,同时结合硬度测量和力学性能测试等手段,全面梳理了曲轴裂纹的失效原因。结果表明,曲轴断裂疲劳源位于连杆颈油孔内壁,距离连杆颈表面大约7mm处。在此处,由于连杆颈油孔内壁的局部区域加工质量较差,导致了疲劳源的萌生,加剧了轴颈内部裂缝的形成,最终在持续的疲劳扩展过程中诱发了裂纹失效。

船用中速柴油机曲轴磨损故障分析及预防

柴油机是船舶的动力系统,其质量关系到整个船舶的性能。曲轴作为重要的核心零部件,长期以来作为国内外柴油制造厂家将曲轴作为研究的重点。曲轴作为柴油机的组成部分,表面承受很大的压力,轴颈散热能力差导致材料磨损。因此,必须进行检查,进行预防,减少事故的发生。围绕中速柴油机曲轴的磨损故障展开讨论,常见损伤有磨损、裂纹等,分析故障的处理措施,提出曲轴磨损故障的预防技术。

压裂泵曲轴的疲劳裂纹扩展研究

为研究曲轴疲劳裂纹及其寿命,使用ABAQUS和FRANC3D软件对曲轴裂纹进行引入及扩展分析,基于裂纹剩余寿命计算和初始裂纹形状比对,对应力强度因子进行研究。结果表明,当裂纹深度扩展至18.2 mm时,等效应力强度因子达到曲轴材料断裂韧性,裂纹产生至临界深度,剩余寿命为8.6×10^(5)次;在裂纹深度一定时,初始裂纹的表面长度越长,裂纹扩展寿命越短,初始裂纹表面长度越短,裂纹扩展寿命越长;裂纹初始角度越大,裂纹前缘最深处的应力强度因子越低;裂纹初始角度越大,裂纹扩展后得到的裂纹长度越短,裂纹扩展寿命越长。

基于超声相控阵的再制造曲轴缺陷检测方法研究

旧曲轴再制造是再制造技术在汽车发动机中应用的典型实例之一。再制造前,旧曲轴质量的检测与评估非常关键,关系到旧曲轴可否进行再制造。由于曲轴结构的特殊性,常规超声检测方法需要更换多个检测探头,且很容易漏检和误判。利用CIVA软件模拟了基于超声相控阵技术的再制造曲轴连杆轴颈内侧过渡圆角处裂纹缺陷的无损检测方法,制定了切实可行的检测工艺方案。采用Multi X系列超声相控阵检测系统对旧曲轴连杆轴颈内侧过渡圆角处真实疲劳裂纹进行了检测,实验结果表明,采用预先制定的工艺方案,可以检测出裂纹的位置和长度,对裂纹缺陷的辨识和定位、定量分析更加便捷和准确。

船舶柴油机曲轴裂纹的有限元模态分析

针对曲轴在实际使用过程中,经常发生由于疲劳裂纹而引起的断裂事故。以机械振动模态理论为指导,通过CAXA建立曲轴模型,导入ANSYS进行模态分析,研究曲轴含裂纹前后两种状态下的动力学特性,为曲轴裂纹的识别提供了判据依据。

含裂纹曲轴动力学分析及裂纹扩展剩余寿命研究

曲轴在工作过程中不断受到重复性冲击载荷的作用,轴颈圆角处容易因为疲劳破坏而产生裂纹,但曲轴从开始出现裂纹直至断裂仍有一定的寿命。运用ADAMS和ANSYS软件对曲轴进行了刚柔耦合的动力学分析,得到各个连杆轴颈上的载荷谱。在ANSYS中将得到的载荷谱加载到曲轴连杆轴颈上,将加载完的模型导入FRANC3DV6.0软件,设置初始裂纹,进行裂纹扩展计算并运用Pairs公式进行寿命预测。结果表明,当裂纹深度达到21.21mm时,应力强度因子达到材料的断裂韧性,曲轴发生折断;含裂纹曲轴从出现裂纹到折断过程中,剩余寿命为5.91×106次。

曲轴断裂原因分析

对断裂的曲轴进行了化学成分、金相、显微硬度、扫描电镜等分析,结果表明:断裂为疲劳断裂,裂纹起源于内孔表面的淬火裂纹和粗糙的内孔壁;材料中较多的疏松和偏析等缺陷降低了材料的疲劳性能,疲劳裂纹易于扩展,从而导致曲轴的断裂。

48MnV非调质钢曲轴断裂的原因分析

通过化学成分检测、低倍和显微组织观察、断口形貌分析及力学性能测试等手段,对48MnV非调质钢曲轴断裂的原因进行了分析。结果表明:曲轴的失效模式为典型的疲劳断裂,断裂源位于主轴颈与曲柄销之间的过渡圆角处,断裂主要原因是曲轴钢中夹杂物过多;裂纹源区条状硫化物较多,曲轴表面有类似锻造流线形状的疏松缺陷,易于产生疲劳裂纹;裂纹沿条状硫化物及带状组织扩展,最终导致疲劳断裂。

内燃机曲轴裂纹故障的动态监测方法研究

采用振动分析法研究了诊断曲轴裂纹的途径。根据曲轴内拐角处裂纹的特点,结合断裂力学中的理论———可以从应变能密度方程出发计算得出因裂纹而引起的局部柔度变化,提出了一种推演含有斜向裂纹矩形截面梁单元刚度矩阵的新方法。应用此裂纹梁单元,采用有限元法模拟,可以计算出含有裂纹的单缸发动机曲轴的非线性振动响应。通过分析计算结果,得出了一些有益于诊断曲轴裂纹的结论。

内结合圆角处含有裂纹的曲轴动力学模型

建立裂纹曲轴的动力学模型,对裂纹曲轴的非线性动力学进行仿真与分析.针对内结合圆角处出现常见裂纹的曲轴,采用Timoshenko梁单元与裂纹梁单元相结合的方法建立其有限元模型;根据裂纹曲轴运动的特点及工作过程中裂纹开闭的实际情况,提出在旋转坐标系下建立其非线性振动模型.以一四缸发动机的曲轴为例,对含不同深度裂纹曲轴的振动响应进行了仿真计算,对其扭振、纵振及弯曲振动的频谱特性进行分析,提取并总结了裂纹曲轴动力学的一些特征.研究表明,所提出的裂纹曲轴动力学模型简洁且容易实现,裂纹曲轴的动力学特性分析为曲轴裂纹故障诊断奠定了理论基础.

ZG35CrMo钢曲轴裂纹的形成与消除

结合生产实际分析了 ZG35 Cr Mo钢曲轴裂纹的形成原因 ,提出了预防与消除裂纹的措施。并用计算机数值模拟的方法研究了铸造工艺对铸件裂纹产生的影响。实践表明 ,严格控制铸件化学成分 ,特别是 S、P含量 ;消除铸件热节 ,加强补缩 ;减少凝固机械阻力 ;

船舶柴油机曲轴裂纹的磁记忆在线诊断

综述目前船舶柴油机曲轴裂纹的诊断方法,介绍金属磁记忆技术的基本原理及其发展应用.通过与其他方法相比较,提出应用磁记忆结合扭振信号对曲轴裂纹进行在线诊断的方案,最后指出此方法的优缺点.

曲轴疲劳裂纹扩展模式的时序方法预测

在外界载荷和构件内部材料特性的共同作用下,机械构件的疲劳裂纹的扩展行为往往具有阶段性,在不同的阶段内伴随不同的行为特性。为了研究这种阶段性并对这种阶段性进行预测,对曲轴疲劳试验过程中谐振台架的振动加速度进行了测录,并采用经典时序方法对这一监测信号进行建模,计算了其在各个时间段中的异常度曲线。与曲轴疲劳裂纹扩展速率曲线进行对比,结果表明时序方法对裂纹扩展模式具有一定的预测能力。

发动机曲轴早期疲劳开裂失效分析

针对某型号发动机曲轴疲劳试验未达到规定载荷累计循环次数,早期疲劳开裂的问题,采用化学成分分析、力学性能测试、断口分析、金相检验和表面氮化层检验等方法对其进行了失效分析。结果表明:该曲轴为疲劳开裂,曲轴过渡圆角处的高应力区存在大尺寸硬质非金属夹杂物是导致曲轴过早疲劳开裂的主要原因;另曲轴过渡圆角处加工质量差,使得该处应力集中加剧,也是致使该曲轴过早疲劳开裂的重要因素。

含裂纹柴油机曲轴应力强度因子计算

在内燃机动力分析的基础上,运用有限单元法,通过对曲轴应力分析,确定了裂纹启裂部位和扩展方向;运用子结构模型及位移法计算了不同裂纹深度下的应力强度因子值,由此拟合得到16V240ZJB柴油机曲轴几何形状因子表达式,为该型号及类似柴油机曲轴的疲劳断裂及断裂可靠性分析提供了必要的基础。