航空高速电机用深沟球轴承失效分析

某高速电机用深沟球轴承在工作短时间内出现保持架断裂故障。采用表面形貌观测、断口分析、化学成分分析和试验验证等方法,对故障轴承保持架断裂原因进行了分析。结果表明:故障轴承在过大的轴向力和润滑不足的综合作用下,加速了钢球与滚道间的磨损,使轴承产生运转阻滞,导致钢球对保持架的作用力增大,最终造成轴承保持架在薄弱处断裂失效。本文的研究结果为同类型失效轴承的设计改进和使用提供了指导。

采煤机齿轨轮失效及预防措施研究

采用齿轮-销轨型牵引机构的无链采煤机,在行走过程中齿轨轮起到了至关重要的作用。针对齿轨轮经常损坏的问题,通过对齿轨轮失效形式分析,从齿形设计、原材料、热加工质量、冷加工制造水平、使用环境等方面提出了改进措施,提高了采煤机齿轨轮的使用寿命。

基于应变的高钢级管道环焊接头失效评定方法

基于应变的失效评定图程序(Strain Based Failure Assessment Diagram,SBFAD)可以提高大范围屈服条件下的管道及环焊接头的断裂评估准确性。本文构建了含缺陷的X80管道环焊接头数值分析模型,详细阐释了SBFAD方法及其评估曲线的影响因素,明确了不同等级评估曲线的应用场景,并基于X80管道环焊接头的实测力学性能定量评估了含缺陷的X80管道环焊接头临界应变承载能力。研究结果表明:(1) Budden提出的SBFAD方法按照评估曲线的不同,可分为Option 1、Option 2和Option 3,其修订后的Option 1M和Option 2M曲线的非保守性大幅降低。BS 7910提供的Option 2要比基于Budden修订的Option 2M曲线的评估结果更为激进。(2)基于SBFAD方法中的Option 2曲线评估较大尺寸的缺陷可能会呈现非保守的结果。材料的应变硬化指数(n)值对Option 2曲线几乎没有影响,而随着n值的减小,Option 3曲线会缓慢上移,随着n值的增大,SBFAD曲线的截止线值呈明显递减趋势。(3)现有的Option 2曲线无法体现强度匹配系数的影响。随着焊缝强度匹配系数的增加,Option 3曲线逐渐上移,上移幅度则与缺陷尺寸相关,Option 2曲线在评估等匹配焊接缺陷时具备较高精度,在评估强度高匹配的焊接缺陷时,其结果可能过于保守,而在评估强度低匹配的焊接缺陷时,其结果可能是非保守的。(4)基于X80管道环焊接头的实测力学性能对其临界应变承载能力进行评估(缺陷尺寸和断裂韧性固定),Budden提出的Option 1M的评估结果最为保守,基于BS 7910-2019的Option 2评估结果最为激进。结论认为,基于SBFAD方法评估的保守性与其评估曲线、评估参数的选择密切相关,应针对评估需求选择合适的评估参数及合理的评估曲线以避免出现非保守的评估结果,研究结果为X80管道环焊接头的工程失效评估提供了理论与技术支撑。

飞机机轮轮毂螺栓断裂失效风险预防与分析研究

飞机机轮轮毂安装螺栓是重要的结构承力件,强度高,对裂纹敏感,一旦使用中出现裂纹将快速扩展直至断裂,对飞行安全构成较大威胁。在对近年来发生的十余起机轮螺栓断裂失效事件从失效模式、失效原因进行深入分析的基础上发现,无论疲劳、氢脆还是应力腐蚀,除与设计、选材、加工工艺有关外,还与应力水平的高低密切相关,以此结合机轮维修装配工艺过程,提出了一系列降低螺栓工作应力水平的措施并运用于机轮维修实践,显著降低了螺栓断裂的风险。

挤压轮失效分析及热处理工艺改进

挤压轮 (H13钢 )的早期破坏是影响连续挤压生产成本及效率的重要因素。对挤压轮的破坏方式及原因进行分析 ,研究了不同M /B下 组织的力学性能 ,并根据挤压轮内外组织的差异 ,对挤压轮的热处理工艺进行了改进 ,使挤压轮的寿命提高了 1.

平板型铝合金格栅结构支座节点的承载性能

通过有限元分析与足尺试验考察平板型铝合金格栅结构支座节点的承载性能.加载试验揭示了支座节点的位移、应变发展特点及破坏模式.有限元分析给出了支座节点中的杆件、环槽铆钉及盖板的应力分布状况.研究表明:支座节点的破坏为位于工字铝受拉翼缘的最外排铆钉孔处发生断裂;与受拉翼缘连接的下盖板存在传递路径明显的高应力区,但由于分布区域较窄并未导致盖板破坏,而上盖板的应力要低很多;受拉翼缘断裂截面处的环槽铆钉处于最不利的拉弯受力状态,但并未发生破坏;当杆件断裂时,承受的极限弯矩约为纯弯状态下强度设计值的0.9倍,剪弯比可达0.3;节点的有限元结果与试验结果吻合较好,反映了数值模拟方法的有效性.

多孔材料塑性极限载荷及其破坏模式分析

运用塑性力学中的机动极限分析理论,研究韧性基体多孔材料的塑性极限承载能力和破坏模式。以多孔材料的细观结构为研究对象,将细观力学中的均匀化理论引入到塑性极限分析中,并结合有限元技术,建立细观结构极限载荷的一般计算格式,并提出相应的求解算法。数值算例表明:细观孔洞对材料的宏观强度影响明显;在单向拉伸作用下,孔洞呈现膨胀扩大规律;多孔材料破坏源于基体塑性区的贯通。

客车导向轮制动鼓轴头断裂分析

刚换不久的客车左前导向轮制动鼓轴头在客车行驶中突然断裂而引起翻车事故。对断裂轴头进行了化学成分及硬度测定 ,并用金相显微镜及扫描电镜对断裂件的组织及断口进行了检验。结果表明 ,轴头化学成分不当以及较多的冶金缺陷是导致裂纹产生。

基于ANSYS的卡轮轴承外圈断裂原因分析

基于ANSYS有限元分析软件,建立了卡轮轴承滚子与套圈接触模型和外圈简化梁模型,对其进行了静力学结构分析,分析结果表明:卡轮轴承外圈上的最大应力超过了材料的强度极限,其外圈断裂属于过载断裂;有限元分析结果与理论结果较吻合,证明了有限元分析的正确性。

门座式起重机制动轮的热处理工艺改进

制动轮是门座式起重机制动装置的关键零件,制动轮在生产制造和使用过程中的早期失效及热处理缺陷是影响生产成本及效率的重要因素。通过对制动轮显微组织观察,制动轮失效原因主要是由于预先热处理工艺不当造成组织粗大以及产生重复表面淬火所致。在此基础上对制动轮的热处理工艺进行了改进,并且用试验进行了检验,有效地提高了制动轮的寿命。

矿用车轮裂纹成因分析及改进措施

某57英寸车轮轮辋使用过程中,在其锁圈环沟槽的圆角表面出现了早期裂纹。通过材料化学成分分析、力学性能测试、结构设计特点分析等对裂纹的成因进行了研究,并提出了改进措施。改进后的车轮使用良好。

飞行器MSD结构剩余强度可靠性分析研究

飞行器结构的多裂纹是导致结构可靠性降低和破坏的主要原因,在考虑结构多裂纹之间相互影响的基础上对飞行器多裂纹结构进行剩余强度可靠性研究,并探寻影响剩余强度及其可靠性的主要原因。首先通过建立断裂力学有限元模型对飞行器典型MSD(Multiple-Site Damage)壁板结构进行确定性的剩余强度计算;接着在剩余强度和载荷分别服从Weibull分布和正态分布的基础上,建立了MSD壁板的剩余强度可靠性模型;最后通过数值积分对一组2024-T3 MSD壁板进行了剩余强度及其失效概率计算。对比结果显示采用该方法得到的计算结果与试验得到的结构失效概率基本一致。该方法考虑了裂纹间的相互影响、裂纹扩展阻力曲线、剩余强度和载荷的概率分布等方面的因素,可为研究飞行器结构多裂纹现象提供一定的支持。

斗轮取料机回转支承故障分析及对策

通过对宝钢原料场11号斗轮取料机回转支承故障进行分析,提出了3排滚柱回转支承替代原球柱联合式回转支承的对策,大大延长了回转支承的使用寿命,确保了现场设备的稳定顺行。

“浮动轴承”外圈断裂失效分析

高速线材精轧机主传动增速箱,采用圆柱滚子轴承与深沟球轴承组合的结构作为齿轮轴的支承。由于球轴承外圈不做径向约束,运转中处于浮动状态(浮动轴承),该增速箱使用不到1年,球轴承外圈断裂。经过现场调查、光学显微镜和电子显微镜观察、轴承材料成分和金相组织分析以及轴承外圈有限元仿真等,确定了浮动轴承外圈断裂的直接原因是:浮动状态的外圈应力比固定外圈的应力约大33.3%,造成外圈应力过大;其次,轴承滚道出现严重的剥落和电蚀损伤,引起滚道很大的应力集中,造成外圈的断裂。针对以上问题,提出了改进措施。

某型航空发动机轴承保持架异常磨损原因分析

某型航空发动机为我国第三代战机主要动力装置,在试车后检查时发现,该发动机轴承保持架兜孔横梁存在异常磨损的偏磨现象。为摸清故障原因,对其尺寸按新品出厂标准进行了再次测量,找出了异常磨损是由于加工时拉刀刃口相邻面垂直度不合格,导致兜孔横梁与端面垂直度偏大引起了异常磨损。

某柴油发动机水泵总成失效分析

通过对水泵总成中发生断裂的轴承芯轴进行断口的宏观分析、微观分析和剖面分析,及其中各组件的相对位置、表面痕迹和宏观形貌的分析和讨论,分析失效原因,提出改进建议。结果表明:轴承芯轴属于扭转疲劳断裂;材质中存在着容易引起早期疲劳破坏的较严重的组织缺陷。水泵总成的失效除与材质的质量控制直接相关外,还与其结构设计、装配等因素有关。

铝合金车轮轮辐失效分析

某车轮在耐久试验过程中出现轮辐断裂现象,为了查找轮辐失效的原因,通过体式显微镜、金相显微镜、扫描电子显微镜、微束能谱、电感耦合等离子体发射光谱、硬度试验机等测试手段对断裂的轮辐进行了断口的宏观形貌和微观形貌、金相组织、能谱元素、化学成分、硬度等的检测分析。结果显示:轮辐断裂为疲劳断裂,断裂原因为材质存在铸造缺陷以及轮辐外弧表面缺陷区域存在严重应力集中,导致车轮在行驶中裂纹源不断扩大直至断裂。为了在服役期限内避免车轮耐久试验的失效,应在生产过程中严格控制铸造工艺,减少铸造缺陷,并在装配过程中避免机械损失。

轨道转换车导向轮轴承失效机理

针对轨道转换车导向轮下沉的问题,在计算导向轮组件承受冲击载荷的基础上,分析了导向轮轴承失效机理,主要是由于轴承承受冲击弯矩载荷,外圈挡边磨损直至断裂失效,并给出了改进建议。

铣刨机张紧轮轴承故障的分析和研究

针对铣刨机张紧轮轴承损坏的故障,对其结构设计和轴承润滑情况展开测试研究和故障原因分析。测试结果表明:张紧轮轴承润滑通道设计存在缺陷、润滑脂选型不合理是轴承发生故障的主要因素。针对这些原因提出了解决方案。

某型航空发动机主轴承异常磨损原因研究

某型航空发动机主轴承在工作仅276min后,在内、外圈滚道和滚子表面出现异常划蹭磨损痕迹,用扫描电镜可以观察到明显的压坑。经过外观形貌观测、尺寸测量、金相分析、能谱分析等检测手段,确定产生异常磨损的原因是主轴承内进入了砂石颗粒,在工作中引起了主轴承的异常磨损。