激光螺旋点焊的断裂行为与断口研究

为研究激光螺旋点焊的断裂行为和断口特征,以期为高性能激光点焊的应用提供理论支持。采用振镜搭载机器人的激光螺旋焊接系统对1 mm厚汽车用高强钢进行焊接,设计了一种类阿基米德螺旋线扫描路径以使焊点热输入均匀分布,并对焊接接头的断裂行为进行分析。研究发现,在拉剪力的作用下,激光螺旋点焊主要发生的断裂失效形式为单面焊点撕出断裂和双面焊点撕出断裂,裂纹的萌生及扩展均是沿着熔合区和热影响区交界处。粗晶热影响的大角度晶界比例相对较少,为18.69%,KAM均值最大为0.65,存在的应力应变相对较大,使得裂纹更倾向于在粗晶热影响区萌生和扩展。

某汽车发动机曲轴失效分析

发动机曲轴是汽车最重要的部件之一,其主要功能是将活塞的往复直线运动转换为旋转运动并输出扭矩,同时将活塞产生的功转变为有用扭矩。曲轴在工作过程中会承受气体惯性力、往复惯性力及扭转惯性力等周期性载荷作用,极易导致失效,且失效往往是突发性的缺乏先兆,一旦发生将会造成重大损失。随着用户对产品质量和可靠性要求的提高,研究曲轴早期失效的原因变得尤为重要。针对某汽车发动机曲轴开裂的失效事故开展了调查和研究,通过对事故发生前期的使用情况及维护保养情况的调查,以及对曲轴的宏观形貌、开裂面的宏观及微观形貌、化学成分、金相组织、连杆颈表面淬硬层深度和基体力学性能等方面的研究,深入分析了曲轴开裂的原因,讨论了失效过程。结果表明,长期承受多种周期性载荷作用,产生应力集中是导致曲轴在最薄弱处发生疲劳断裂的主要原因。这一研究为改进曲轴设计、制造工艺和使用维护提供了科学依据,以提高其可靠性和延长使用寿命。

大功率柴油机曲轴断裂原因分析与改进

对不同原因所导致的曲轴断裂实例进行了分析,结果显示曲轴断裂形式均为疲劳断裂,结构与工艺不匹配、原材料夹杂物、加工制造缺陷、平键装配错误、减振器失效、主轴颈碾瓦是这些曲轴发生断裂的直接原因。在此基础上,对导致曲轴疲劳断裂的内在因素和外在因素进行了分析讨论,为制定改进措施、提高曲轴使用寿命和可靠性提供了依据。

井下低频脉动水力压裂技术参数优化及现场应用

对于地层压力高、岩石破裂压力大的储层,水力压裂施工面临井口泵压大、设备要求高的难题。井下低频脉动水力压裂技术通过在井底产生低频脉动,可以显著降低岩石起裂压力和延伸压力,提高压裂增产效果。通过室内实验以及理论计算,对低频脉动水力压裂技术的脉动频率及脉动压力幅值两个关键参数进行了优化。结果表明:当脉动频率为20 Hz时,岩石的破坏最为严重;脉动频率越高,振幅衰减越快;岩石的抗压强度与脉动压力幅值成反比,幅值越大,岩石的抗压强度越低。最后,在陕北地区低渗透油田进行了3口井的低频脉动水力压裂现场试验。试验结果表明,低频脉动水力压裂后的试验井与相邻常规压裂井相比,砂堵问题明显减少,且在降低施工压力方面具有显著效果。

7075高强度铝合金操作杆断裂失效分析

【目的】高压开关设备断路器试验样机内部高强度铝合金操作杆在特殊机械故障模拟试验过程中发生断裂,需要查明7075高强度铝合金操作杆断裂失效原因。【方法】利用宏观观察、化学成分分析、硬度测试、金相检验、扫描电镜断口分析等失效分析法对该操作杆断裂原因进行分析。【结果】研究发现,该操作杆的断口表面主要呈辉纹特征,属疲劳断裂。【结论】7075高强度铝合金操作杆断裂失效是由硬度偏低、强度不足造成的,当操作杆在模拟试验累计动作时萌生疲劳裂纹,最终导致操作杆发生裂纹的扩展和断裂。

汽车发动机曲轴断裂失效分析

对断裂发动机曲轴断口部位的金相组织、力学性能及轴颈与曲柄过渡圆角处的表面粗糙度进行了测试和分析。结果表明 ,曲轴轴颈圆角面上的机加工划痕造成局部区域应力集中和开裂 。

输油船曲轴断裂原因分析

测定了输油船断裂曲轴的化学成分、显微组织与力学性能,观察了断口的宏观和微观形貌,并从使用寿命、几何结构、材料以及扭振减振效果等方面对曲轴产生断裂的原因进行了综合分析。结果表明,曲轴的断裂是球墨铸铁组织、强度与塑性的不均匀及曲轴扭振减振器的缺陷而引起的疲劳断裂。

49MnVS3非调质钢汽车曲轴断裂失效分析

49Mn VS3非调质钢曲轴在发动机台架试验过程中发生断裂。对失效曲轴的化学成分、金相组织、显微硬度和宏微观断口进行检测分析。结果表明,曲轴轴颈处硫化物级别较高且存在穿越渗氮表层的硫化物,导致曲轴早期疲劳断裂。

6DF1曲轴断裂失效原因分析

采用断口形貌观察、化学成分分析、金相检验和力学性能测试等方法,对42CrMo钢6DF1曲轴使用过程中发生断裂失效的原因进行研究。结果表明,该曲轴的断裂位置发生在连杆轴颈处,断裂系由疲劳引起,在疲劳裂纹源附近存在的成分偏析是曲轴发生疲劳断裂的主要原因。

重型汽车发动机曲轴断裂分析

某重型汽车在正常行驶过程中,发动机曲轴突然发生断裂。对失效曲轴进行硬度测试、金相组织检查及断口宏微观观察等综合分析,结果表明:该曲轴断裂性质为弯曲-扭转疲劳断裂,其断口明显分为3个区域,即疲劳源区、扩展区和瞬断区;曲轴表面硬度比规定硬度值低,同时,材料表层和内部存在较多弥散分布的气孔及Al2O3、MnS等氧化物和硫化物夹杂,在弯矩和扭矩的共同作用下,疲劳裂纹从曲轴轴径油孔下方过渡圆角处等应力集中区域开始萌生,并沿与轴径约呈45°的方向扩展,最终导致曲轴断裂失效。

M型高压水泵曲轴断裂机理分析及改进设计

为了解决M型高压水泵曲轴断裂的问题,在对M泵曲轴断裂情况进行充分分析的基础上,应用Ansys有限元对曲轴进行了受力分析,通过仿真分析发现其应力集中严重的部位与断裂部位重合,同时根据实际的断裂情况对曲轴倒角的设计进行了仿真计算,重新确定了倒角的大小。为了进一步验证断裂的情况,应用解析法对其断裂截面的疲劳强度进行了校核计算,计算结果表明,原4 mm倒角情况下曲轴的疲劳强度安全系数低于许用安全系数,改进为8 mm倒角后疲劳强度安全系数满足设计要求。在此基础上对M泵的曲轴进行了改进设计,改进后的应用效果显著,解决了困扰企业的曲轴断裂问题。

柴油机球铁曲轴断裂失效分析

柴油机氮化球铁曲轴在服役过程中发生了断裂,断裂发生在第一曲拐与第二主轴颈之间的曲柄处。对其失效原因进行了分析,结果表明：裂纹起始于第一曲拐右下圆角根部,并在弯曲载荷作用下扩展,最终导致弯曲疲劳断裂；曲轴材料的基体组织、化学成分及力学性能均符合技术要求,渗氮层过浅是曲轴发生疲劳断裂的主要原因。

拖拉机发动机曲轴零部件有限元分析优化设计

为了提高拖拉机柴油发动机曲轴的设计和优化效率,将有限元仿真分析方法引入到了曲轴的设计中,并通过曲轴的三维建模和仿真分析,对曲轴进行了优化设计,在满足极限屈服力的条件下,降低了曲轴的质量,节省了曲轴加工制造的原材料。最后,通过有限元分析方法,对曲轴的共振情况、强度和疲劳情况进行了有限元分析,结果表明:优化后的曲轴不存在共振情况,且满足强度和疲劳设计要求,有效提高了曲轴的设计水平。

140MPa压裂泵曲轴疲劳寿命有限元分析

压裂泵曲轴在压裂工况下受到周期性变化的复杂载荷作用,其疲劳寿命分析为设计主要问题。建立140 MPa五缸压裂泵曲轴精细化模型,根据实际受载工况进行约束及载荷分布的合理等效,应用ANSYS软件对曲轴工作周期内多位置工况进行有限元静力分析,得到相应曲轴应力分析结果。采用专业的疲劳分析软件FE-SAFE,通过合理提取曲轴序列静力分析结果确定载荷谱,进行疲劳寿命、疲劳安全系数计算,实现曲轴疲劳寿命定量分析。为压裂泵优化设计提供理论依据。

五缸压裂泵曲轴载荷计算及疲劳寿命分析

简述了目前有限元法在曲轴分析中存在的问题,介绍了曲轴的载荷计算方法。运用有限元分析法对五缸单作用压裂泵曲轴进行强度分析,并以某型号压裂泵为例,建立了曲轴三维模型,计算出2种恶劣工况下的载荷;得出曲轴应力和应变分布情况。运用动应力载荷谱分析了曲轴的疲劳寿命,为曲轴设计提供了依据。

阀杆断裂分析

对阀杆进行宏观检查、金相显微组织观察、化学成分分析、硬度测试试验和拉伸试验,结果表明:该阀杆因为同时受到交变应力和附加弯曲应力的共同作用,在阀杆外表面处产生微裂纹,微裂纹逐渐扩展,致使阀杆的有效承载面积逐步缩小,直至发生断裂。阀杆断裂的主要原因是:阀杆的硬度偏高,强度偏低,力学性能不符合要求,而且长期在高应力的交替作用下导致其发生疲劳断裂。

上下曲轴箱缝合螺栓断裂失效分析

通过断口分析、金相检验、电镜分析、硬度测定等方法对机体上下曲轴箱缝合螺栓断裂进行了综合分析。结果表明,断裂螺栓金相组织正常,力学性能符合技术要求。该缝合螺栓的断裂为疲劳断裂,断裂原因为螺栓在工作过程中承受了交变剪切应力。

大型柴油机曲轴断裂失效分析

用化学分析、力学性能试验、扫描电镜等方法分析了某大型柴油机曲轴早期断裂的原因。结果表明:宏观断口上有明显的疲劳源区和宏观疲劳条纹,曲轴属于疲劳断裂。疲劳裂纹萌生在曲轴油孔内表面的缺陷处(缺陷尺寸为767μm×500μm),该缺陷是机械加工油孔时刃具刀尖崩裂造成的,在工作交变扭转应力作用下缺陷萌生疲劳裂纹并扩展,导致曲轴发生早期疲劳断裂。

发动机曲轴失效分析与材料应用新进展

结合某专业化曲轴生产厂家的生产实际案例,分析了发动机曲轴的主要失效形式及其失效机制,并针对曲轴的主要失效形式提出了相应的技术改进措施。就曲轴材料的应用现状与前景进行了相关分析与阐述。结果表明,在发动机曲轴制造业中大力推广与应用ADI工艺+圆角滚压工艺,以提高曲轴的疲劳强度,是防止曲轴发生过早断裂失效的有效途径。

JB46-400大型双点压力机中曲轴断裂失效分析

通过断口形貌分析、成分分析、金相分析、断口硬度分析、应力分析等方法对曲轴断裂失效原因进行分析。结果表明,曲轴中频感应淬火后未能及时回火,表面残余应力较大,在工况条件下表面产生微裂纹;同时曲轴轴肩根部产生应力集中,诱发裂纹进一步扩展,导致曲轴最终疲劳断裂。另外调质处理效果较差、曲轴芯部铁素体含量较多、整体强度不足也是造成曲轴疲劳断裂失效的原因之一。