列车制动系统用杠杆螺栓S-N曲线试验研究

以表面经过硬化处理的某列车制动系统用杠杆螺栓为例,采用X射线法测量其表面残余应力;分析杠杆螺栓受力特征,在保证弯曲应力不变、仅改变施力点位置的情况下,试验时将施力点向杠杆螺栓中心平移以增加力臂,降低试验载荷;基于杠杆螺栓受载点处拉伸应力与弯曲应力的关系,采用变更施力点后的4点弯曲加载方式,试验获得不同存活率下的杠杆螺栓S-N曲线,并采用扫描电镜观察断口形貌。结果表明:杠杆螺栓表面残余压应力为-256~-579 MPa,压应力会阻碍疲劳裂纹的萌生与扩展,使得疲劳裂纹并未萌生于螺栓表面,而是萌生于表面硬化层和内部材料的结合处;理论预测的杠杆螺栓断裂位置与实际试验结果一致,证明变更施力点加载方法的合理性;不同存活率下杠杆螺栓的S-N曲线方程均可用幂函数模型进行较好的表达,说明杠杆螺栓与常见金属材料的S-N数据分布规律具有相似性。

列车制动系统杠杆螺栓用17Cr16Ni2不锈钢的应力腐蚀敏感性

通过慢应变速率拉伸试验,得到列车制动系统杠杆螺栓用17Cr16Ni2不锈钢分别在室温、40℃和70℃3个温度下质量分数为3.5%的NaCl水溶液(简称3.5%NaCl水溶液)中以及在室温空气中的断裂时间、抗拉强度、断后伸长率和断面收缩率等不同性能参数;采用扫描电镜观察不同试样断口,并采用比值法、应力腐蚀敏感性指数(I_(SSRT))法及断口分析法研究试验材料的应力腐蚀敏感性。结果表明:在室温和40℃2个温度下3.5%NaCl水溶液中的试验材料断裂时间比值、抗拉强度比值、断后伸长率比值及断面收缩率比值均大于95%,I_(SSRT)值均小于5%,试样断口特征与室温空气中相比无明显差异,均体现出试验材料无应力腐蚀敏感性;而在70℃温度下3.5%NaCl水溶液中的断裂时间比值、抗拉强度比值和断面收缩率比值虽均大于95%,但断后伸长率比值却小于95%,I_(SSRT)值大于5%,且试样断口剪切唇明显比室温空气中大,只是微观断口边沿并未发现明显的二次裂纹和脆性层,意味着试验材料在该条件下虽有应力腐蚀敏感性,但并不显著,应力腐蚀导致材料力学性能的劣化具有参量选择性;在方法的应用上,比值法、I_(SSRT)值法和断口分析法对材料应力腐蚀敏感性的判定结果一致。

制动杠杆螺栓的断裂原因

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪等对机车制动杠杆螺栓的断裂原因进行了分析。结果表明:螺栓的断裂形式为由应力腐蚀造成的沿晶脆性断裂;螺栓在服役时其断裂处所受到的较大弯曲应力作用,以及螺栓的恶劣服役条件是螺栓断裂的外在原因,而螺栓组织中存在的沿轧制方向分布的带状铁素体、较大的夹杂物是螺栓断裂的内在原因;加强螺栓材料的质量控制并优化螺栓的热处理工艺后,螺栓没有再出现过断裂。

CRH5型动车组制动夹钳杠杆螺栓失效分析

从材质、受力情况、工艺、理化分析等方面对失效的CRH5型动车组制动夹钳杠杆螺栓进行了分析,通过计算和试验验证,确定了制动夹钳杠杆螺栓失效的根本原因,并提出了有效的预防措施。

运载火箭爆炸螺栓承载能力分析方法

运载火箭的整流罩横向解锁面一般采用爆炸螺栓连接,目前针对爆炸螺栓强度计算采用的是经验算法,由于没有考虑局部变形效应往往偏于冒进。采用有限元方法对爆炸螺栓的局部变形进行详细的仿真,揭示了爆炸螺栓结构的局部变形机理,并提出一种计算爆炸螺栓承载能力的方法,通过与有限元计算结果的对比,修正后的方法能够大幅提高爆炸螺栓承载力的计算精度。

高强度螺栓连接的节点计算探析

为了解决高强度螺栓连接的节点计算这一难题,在研究了有关规范和国外资料后,提出了适用于没有垂直或水平支撑的梁的端部高强度螺栓连接的选取和节点计算的方法。

一种制动杠杆螺栓用不锈钢热变形行为及锻造工艺

为研究一种制动杠杆螺栓用不锈钢材料的热变形行为及锻造工艺,利用热模拟试验机对材料进行了高温压缩试验,得到了该材料的真应力-真应变曲线和显微组织。将高温压缩试验得到的数据导入有限元模拟软件Deform-3D中,对制动杠杆螺栓的成形过程进行了数值模拟,分析了成形过程中的载荷-行程曲线、等效应力场分布等,最后根据优化得到的工艺参数设计了相应模具,并做了工艺试验,工艺试验得到的制动杠杆螺栓锻件充填饱满、尺寸符合要求、锻造流线分布合理,且锻件经过机加工后,没有发现锻造缺陷,符合使用要求。该研究对此类零件的生产具有一定的指导意义。