滚动轴承内圈不同曲率初始次表面裂纹的扩展仿真研究

滚动轴承内圈次表面裂纹的动态扩展将影响轴承工作的稳定性,继而影响轴承的剩余使用寿命。针对这一问题,研究了滚动轴承内圈上不同曲率的初始次表面裂纹对应力分布和裂纹扩展的影响规律。首先,基于扩展有限元方法,构建了承受径向载荷的圆柱滚子轴承有限元模型;然后,基于滚动轴承次表面裂纹的形态特征,模拟了滚道次表面不同曲率的初始裂纹在径向载荷下的动态扩展过程;最后,基于模拟结果,在相同工况下,分析并讨论了次表面裂纹尖端应力随裂纹曲率的变化规律,以及裂纹尖端应力对裂纹扩展的影响。研究结果表明:在径向载荷作用下,次表面裂纹尖端出现应力集中现象;裂纹的扩展主要受水平方向应力(S_(11))的影响;相同工况下,0.25 mm^(-1)~1.67 mm^(-1)曲率范围内的次表面裂纹,曲率较大的裂纹两端的应力较小;次表面裂纹的曲率越大,裂纹的扩展长度和角度均越小;通过比较相同径向载荷下不同曲率次表面裂纹的扩展长度、扩展角度等,发现曲率较大的次表面裂纹对轴承的损伤程度以及寿命的影响较小。这些研究结果可以为更好地理解和预防轴承损伤提供理论依据和参考。

连轧管机组限动芯棒使用寿命刍议

针对连轧管机组限动芯棒使用寿命这一普遍关心的问题,在简要介绍不同机型机组生产相同规格产品时变形量分配、芯棒工作段长度、芯棒使用寿命等参数的基础上,提出了芯棒单位长度延伸系数的概念,意在量化反映芯棒的负荷,并结合芯棒的轧制支数与吨管芯棒消耗,衡量不同机型机组限动芯棒的使用寿命;同时初步分析了芯棒的主要失效机理和应力、应变、位移情况,提出了一些可能影响芯棒寿命的问题供同行讨论。

铁路“老龄”铆接钢桥剩余寿命评估

进入“老龄”期铆接钢桥剩余寿命估算，不仅对大量既有桥梁的安全性至关重要，同时也具有重要的社会和经济意义。本文概要介绍了以下研究内容：旧桥铆接构件疲劳性能的研究，铁路桥梁运营应力谱的测算方法，疲劳裂纹起始和扩展速率的研究。据此，建立了基于疲劳累积损伤的沽算方法和裂纹起始寿命和扩展寿命的估算模型。并对我国各铁路干线上服役了４０～７０年的铆接钢桥剩余寿命进行了实例分析。

模具使用寿命与失效分析中一些问题的探讨

针对我国模具制造加工和使用中的现状和早期失效问题,从模具结构的应力集中、模具钢材质及碳化物形态和分布、模具钢的热处理淬火和回火工艺、残余应力、模具硬度与寿命的关系以及模具使用等方面进行了论述。提出一些减少模具早期失效、提高模具使用寿命的途径。

全长粘结式预应力锚索锈胀开裂时服务年限研究

将全长粘结式预应力锚索注浆体受到的环向应力,考虑为预应力引起的注浆体环向拉应力和锚索体对注浆体的锈胀力共同作用,推导出锚索体均匀锈蚀导致注浆体开裂时的极限增长量计算公式。在前人研究成果基础上,得出了水利水电工程高边坡的预应力锚索开裂时服务年限的估算表达式。最后,结合2 000 kN预应力锚索,探讨了与服务年限相关的4个影响因素及其相对重要性:预应力对服务年限最不敏感,随着预应力的增加,服务年限逐渐减小,曲线呈线性函数关系;锚索体直径要相对敏感得多,随着锚索体直径的增加,服务年限逐渐增加,曲线的斜率逐渐稍微变陡;然后是握裹层厚度,随着握裹层厚度的增加,服务年限也逐渐增加,曲线的斜率逐渐稍微变陡;最敏感的是注浆体抗压强度,随着抗压强度的增加,服务年限逐渐增加,曲线的斜率也逐渐稍微变陡。

单子样结构试验可靠性评估

提出了与试验件关键部位测量结果及可靠性分析计算方法相结合的小子样试验可靠性综合评估方法,阐明了基本概念,提出了试验分别至出现破坏与未出现破坏两种试验结果情况下的相应的可靠性综合评估方法,给出了具体典型方法与算例,最后提出了将来发展的方向。

基于有限元的裂纹齿轮寿命分析

依据断裂力学理论分析了裂纹齿轮强度因子和齿轮寿命之间的关系,建立了单个裂纹轮齿的有限元模型.利用有限元软件Ansys计算分析了不同参数时轮齿寿命变化特性,计算结果表明在给定载荷作用下,随着构形参数变化,齿轮的寿命是不断变化的,特定的构形参数能够使裂纹齿轮寿命达到最大值.这些结果为进一步研究齿轮裂纹寿命关系提供了参考.

延长汽车齿轮热锻模使用寿命的热处理工艺研究

对O12Al汽车齿轮热锻模进行了不同工艺的热处理,并进行了显微组织、高温硬度、高温耐磨损性能、抗高温氧化性能和抗热疲劳性能的测试与分析。结果表明,采用分级淬火和二次回火的热处理工艺,有利于提高O12Al汽车齿轮热锻模的高温硬度、高温耐磨损性能、抗高温氧化性能和抗热疲劳性能,延长模具的使用寿命,其高温硬度提高4.72%,高温磨损体积减小75.95%,(500±5)℃×10 h的单位面积质量增加减少77.55%,(500±5)℃^(20±5)℃的1000次循环后的热疲劳级别从14级变为4级。

4Cr_2NiMoV模具钢热疲劳性能的研究

本文首次实验研究了新型热锻模具钢4Cr_2NiMoV 的热疲劳裂纹起始寿命及其规律.根据修正后的 Manson-Coffin 公式以及热应力引起的应变范围,导出一个新的描述热疲劳裂纹起始寿命的表达式,并用4Cr_2NiMoV 钢实验结果验证上述表达式是可行的.此外,本文还简要讨论了热疲劳裂纹扩展及断口形貌的特性.

乙烯裂解炉管中时变应力场和蠕变损伤分数数值模拟

通过对乙烯裂解炉管典型工况分析 ,建立了炉管在温度、内压、渗碳和蠕变等交互作用下的有限元计算模型 ,并对 HK4 0奥氏体耐热钢制成的乙烯裂解炉管在 1 1 73 K下的应力场和蠕变损伤分数进行了模拟 ;结果表明渗碳是引起炉管失效的主要原因 .通过计算得到的炉管失效方式。

鼠笼转子铸铝模表面裂纹的分析及材料优化

结合鼠笼转子铸铝模的工作条件,分析出其表面裂纹产生的主要原因是受急热急冷的循环过程产生的热应力而造成的热疲劳破坏。为了提高铸铝模的热疲劳抗力,将原用材料3Cr2W8V改用新材料4Cr5MoSiV1。经过在实际生产中应用,跟踪检测证实,鼠笼转子铸铝模采用新型模具材料后,使用寿命提高了10倍。

无限寿命螺栓疲劳失效的试验研究

研究了高周循环螺栓小疲劳裂纹形成和扩展的过程,讨论了结构钢制造螺栓时热轧和调质状态的应力情况,得出了小裂纹尺寸与应力强度因子幅值ΔK的关系式、疲劳裂纹扩展速度dl/dN和扩展寿命N_p的计算式。

热锻模材料变物性参数对模具应力影响的模拟分析

分析了影响热锻模热负荷与危险点处热应力的因素。应用DEFORM-2D有限元软件分别模拟了同样的模具材料采用不同的工艺参数以及同样的工艺参数采用不同的模具材料时,热锻模材料变物性参数对模具应力的影响。分析了模拟结论不一致的原因,找到了使模拟结论一致的条件,并发现了锻模材料的4个变物性参数对模具应力影响的规律,得到了对模具选材、提高模具寿命具有指导意义的结论。

一台五效蒸发器失效分析及延寿研究

本文主要对一台五效蒸发器表面产生的裂纹进行了较为详细的原因分析。经过现场金相检查及介质的取样分析确认裂纹为应力腐蚀裂纹，在此基础上提出了有效的修复方案并付以实施。同时，借助于声发射监测进行断裂评定研究，可使设备大大延长使用寿命。

干熄焦旋转焦罐的寿命分析和结构改造

根据焦化厂干熄焦罐衬板使用寿命短的现象,从罐车本体结构和衬板失效原因进行分析,通过对罐车现场的工况进行研讨分析,找出衬板失效的症结所在。根据研讨分析结果,提出对干熄罐车车体及衬板结构进行改造,改造后罐车衬板使用寿命延长,干熄焦故障停机率明显降低。

提高压铸模具寿命的措施

介绍了压铸模失效的形式和原因,从模具材料、热处理、设计、制造加工,以及压铸工艺、生产操作、模具使用维护等多方面,探讨了影响模具寿命的因素和措施。

武钢热轧厂翻卷机大轴裂纹原因分析及改进方案

本文针对武钢热轧厂翻卷机大轴出现裂纹这一问题 ,对翻卷机大轴进行受力分析计算 ,从焊接应力集中、疲劳强度着手 ,找出大轴裂纹原因 ,估算大轴的使用寿命 ,指出了日方改造设计中大轴疲劳强度严重不足的问题 ,并提出可行的解决方案。

冷挤压组合凹模的寿命估算

冷挤压组合凹模的失效主要是凹模内腔疲劳裂纹的出现,在模具设计的前期较为准确的估算出组合凹模的疲劳寿命是模具优化设计的前提。通过对组合凹模的应力分析后,采用Mises屈服准则的方法把凹模所受的多轴应力转化成单轴应力,再利用局部应力应变法找到了估算冷挤压组合凹模寿命的途径。

钛合金挠性轴裂纹延展规律与寿命预测

为延长钛合金挠性轴使用寿命及计算服役时长,通过理论推导,论证了应用S-N曲线进行材料寿命预测的可行性;通过超高周疲劳试验,得到了疲劳应力S-N曲线。通过有限元方法计算出钛合金挠性轴在不同圆角下的应力集中系数,模拟了不同圆角值和弯角值下的应力分布状态,优化出圆角的最优解,并计算出最优解时钛合金挠性轴在不同弯角下的安全系数,以此确定弯角许用的极大值,推导出优选值下挠性轴使用的极短时长。通过断裂力学仿真分析,计算出不同裂纹深度下的应力极值变化规律与裂纹深度最值;根据Paris公式及有限元计算结果推导出挠性轴的极限循环周次及裂纹的延展速率,从而探究了钛合金挠性轴的裂纹萌生规律。现场试验中挠性轴的循环周期约为2.268×10^(6)周次,大于裂纹萌生时长,但小于2.848×10^(6)周次的循环极值,判定挠性轴应有裂纹萌生。现场试验与金相组织检查结果证实了裂纹萌生及扩展规律计算的正确性。

采用二次回火提高锻模使用寿命

通过对5CrNiMo、5CrNi2Mo锻模修复后采用460℃×5h二次回火处理,减少了裂纹萌生与扩展程度,提高了锤锻模的使用寿命。