橡胶密封圈失效分析方法探讨

橡胶密封圈在形状与功能具有相似性,在失效形式和原因上具有很多相同或相似的地方,因此在分析思路和方法上也必然存在一定的规律性。橡胶密封圈应用范围广,使用数量庞大,故障频发。因此探讨密封圈的失效分析的思路和方法,对判断失效性质及查找失效原因、提出改进措施减少损失具有重要意义。本研究主要介绍了橡胶密封圈的工作原理,归纳总结了密封圈的失效性质、常见的失效形式和原因,列举了典型损伤特征及断裂失效断口的形貌特点,在此基础上,给出了橡胶密封圈的失效分析中常用的程序,探讨了密封圈的失效分析的思路和方法。为密封圈失效分析提供思路与技术支持。

基于有限元分析的螺钉断裂失效研究

油泵进行可靠性强化振动试验时发现一个螺钉提前断裂。通过宏微观观察和组织、硬度检测手段,对该螺钉的断裂性质和断裂原因进行了分析。结果表明:螺钉为疲劳断裂,主要是由螺帽与螺孔周围的不良接触导致。为进一步分析不良接触现象对螺钉应力分布的影响,进行了有限元分析,计算结果表明:局部集中力能够明显改变螺钉应力分布状态,显著增加了与局部集中力同侧的螺纹底部的最大应力水平。综合分析后可知,不良接触现象中焊点与螺帽之间的不良接触是螺钉断裂的主要原因。

连杆螺栓断裂失效分析

发动机连杆螺栓发生断裂失效,通过断口宏微观观察、金相组织检查、硬度及拉伸性能测试、螺纹尺寸测量和化学成分分析,对连杆螺栓断裂原因进行了分析。结果表明:螺栓的断裂性质为疲劳断裂;螺栓的金相组织及化学成分未见异常,硬度及拉伸性能符合要求,螺纹尺寸不符合标准要求。综合分析认为:螺栓发生松动是螺栓断裂的根本原因;螺栓松动与装配时预紧力过小和螺纹直径偏小有关。针对断裂原因,提出了预防措施。

物理冶金技术在失效分析中的应用与发展

物理冶金技术是失效分析的主要手段之一,在失效性质确定、失效模式判别及失效原因分析中发挥了重要作用。本研究综述了光学金相、扫描电子显微术(SEM)、透射电子显微术(TEM)等几种常用的组织形貌观察技术,并比较其特点及其在失效分析中的应用范围;以X射线衍射(XRD)和电子衍射(ED)技术为代表,介绍了结构分析技术在残余应力分析及迹线分析中的应用;以电子探针微束分析(EMPA)技术为代表,介绍了在微区成分表征技术在元素偏析的应用;并对物理冶金技术的发展方向进行展望。

球头销断裂失效分析

特种车辆在恶劣环境下试车,发现连接转向节与下横臂的球头销发生开裂。对失效球头销外观及断口进行宏微观观察,并对材料金相组织、硬度、化学成分进行检查和分析,确定了球头销的开裂性质及失效原因。研究结果表明,球头销为双向弯曲疲劳开裂。球头销颈部无淬硬层,使得其疲劳抗力不足,是导致其疲劳开裂的原因之一;球头销转动不良,存在较大的阻力,使其颈部受力增大,是导致疲劳开裂的又一因素。

进油嘴设计不合理引发涡轮冷却器失效分析

飞行员在飞行过程中闻到有烧焦的气味随即紧急迫降,分解后发现涡轮冷却器风扇叶片和轴承严重损坏。通过外观观察、断口宏微观观察、金相和硬度检测等手段,确定了涡轮冷却器的破坏性质和原因。结果表明:涡轮冷却器内部润滑油的缺失导致了轴承内部的干磨破坏。引起缺油的原因主要与进油嘴设计不合理有关。建议适当减小进油嘴与帽子的重叠长度。

机翼盖板用30CrMnSiNi2A钢螺钉断裂失效分析

某机翼盖板用30CrMnSiNi2A钢螺钉在装配后的存放期间发生了断裂,通过断口宏微观分析、显微组织分析和氢含量测定进行了失效分析;并提出了工艺改进措施。结果表明:螺钉的失效模式为氢脆断裂,氢脆的原因与其材料强度和氢含量过高有关;在根据标准规定除氢工艺的基础上,将螺钉的强度降低到合适的水平,是预防和控制高强度螺钉氢脆的有效措施。

加速度计悬丝断裂失效分析及工艺控制

介绍了某型加速度计在静态电阻测试时悬丝断裂的失效情况。通过分析工作原理,计算测试过程中悬丝所受的电应力和机械应力,结果表明:采用恒流原理万用表测试静态电阻时,加速度计摆线圈发生满偏打摆现象,导致悬丝承受较大的冲击载荷是悬丝断裂的原因。通过采用恒压原理万用表测试静态电阻,消除了线圈满偏打摆现象,有效地避免了悬丝的过载断裂失效。

失效分析案例管理系统的设计与实现

建立失效分析数据库系统对快速、准确地分析机械产品的失效具有重要意义。在对国内外典型失效案例收集、整理的基础上,设计和开发了基于客户端/服务器模式的失效分析案例管理系统。该系统不但提供了失效案例全文检索功能,便于工程技术人员对相关失效案例快速、全面地检索,而且还提供了故障信息统计分析功能,便于质量管理人员和工程技术人员及时掌握产品的失效规律和质量状况;并对该系统的结构、功能以及技术特点进行了综述。

电连接器插针损伤失效分析

自动脱落分离电连接器在系列电性能测试后,外观检查发现分离插头一枚供电插针端部损伤,综合运用多种检测分析手段对损伤插针及相关部件宏微观形貌、金相组织以及成分进行观察分析,并开展短接模拟试验和比对分析。结果表明:插针损伤模式为电损伤,电弧放电导致针顶端部金属发生熔融、溅射,壳体内壁形成电弧烧蚀积瘤,分离测试时受人工抑制影响,致使插针与壳体绝缘间隙减小,从而极间介质击穿造成击穿放电。

某型泵用推力球轴承的磨损失效分析

对某泵用推力球轴承的损伤特征开展系统的宏观和微观分析,并结合该轴承的具体安装使用状态及工作机理,找到其严重磨损失效的原因,采取预防措施保证了该泵用轴承的使用安全,避免了此类问题再次发生。

涡扇发动机二级转子叶片超温断裂分析

运用光学显微镜、扫描电子显微镜、电子探针微束分析仪对断裂叶片表面进行了宏观形貌、叶片断口宏观、微观形貌及显微组织分析,推断出叶片使用时不同部位所承受的温度范围,并对断裂原因进行了探讨。结果表明:启动超温致使叶片γ′相回溶甚至过烧至初熔状态,局部枝晶间和晶界出现明显液化现象,叶片前缘和后缘过烧程度严重,该区承受的温度达到甚至超过了1260℃,距叶片前缘约6mm中心区,其承温在1220℃左右,离叶片前缘8mm处,其短时承温在1180℃以下;超温使叶片处于严重过载状态,最终造成多个叶片瞬间断裂。

浅论国内航空轴承的失效问题

对航空轴承失效案例进行统计和归纳总结,对比分析国内外航空轴承的现状。结果表明:滚动接触疲劳为航空轴承最常见的失效模式;国内航空轴承寿命低、可靠性差的根源在于轴承设计、制造(包括原材料质量)、装配、润滑、使用维护等方面均存在一些问题,其中以设计、制造方面尤为突出;国内轴承在设计经验、原材料纯净度、成分与组织均匀性以及零件表面质量尤其是磨削表面质量等方面与国外相比仍有较大差距。

钢氢脆失效的新现象与新认识

综合分析近几年钢制零件氢脆失效的典型特征,发现一些过去被人们忽视但对氢脆断裂影响极为关键的新现象,包括低强度、低氢含量的材料在某些条件下也会发生氢脆,氢脆断口的撕裂棱(鸡爪痕)减少及瞬断区面积变大,小尺寸零件更易发生氢脆,氢脆与其他失效模式交织等。总结包括尚未有手段能检测出零件的局部H含量,尚未建立起材料强度与临界氢含量之间的定量关系,材料强度偏高等需解决的一些关键问题,提出材料强度应处于标准的中下限、除氢处理规范要按实际强度制定等新认识,旨在为零件的设计、制造、使用、维护等方面提供参考和借鉴。

飞机水平安定面后梁中段裂纹原因分析

在使用过程中,飞机水平安定面后梁中段出现裂纹。通过宏微观形貌观察、微区成分分析、金相检查和硬度测试,确定了水平安定面后梁中段的裂纹性质及失效原因。结果表明:后梁中段裂纹性质为剥层腐蚀裂纹,水平安定面后梁中段铆钉区腹板与后梁下缘条之间以及凸台与机身之间发生磨损导致剥层腐蚀裂纹。建议水平安定面后梁中段铆钉区腹板与后梁下缘条之间以及凸台与机身之间连接增加垫片,防止直接接触,并且对材料进行表面防护。

从典型失效案例探讨单晶叶片的工程失效问题

通过对目前单晶叶片工程应用中出现的由应力集中以及缺陷引起的两类典型失效问题进行讨论,提出了目前单晶叶片工程应用研究上解决这两类失效问题的途径。分析认为:单晶叶片室温振动疲劳失效对应力集中敏感,因此在结构设计要充分考虑应力集中对振动疲劳失效的影响,优化单晶叶片室温振动疲劳方法,或建立合理可靠的高温振动疲劳试验方法;再结晶和小角度晶界缺陷对单晶叶片的失效有着重要的影响,同时又制约着叶片的合格率,要从工程应用的角度,通过优化工艺和制定合理的缺陷检测或控制标准,使得单晶叶片得到最优的工程应用。

刹车装置承压杯开裂原因分析

承压杯安装在刹车壳体上,在使用过程中多个承压杯发生断裂。通过承对压杯外观观察,断口宏微观观察、能谱分析、金相组织检查、硬度检查、氢含量检测、有限元仿真模拟计算,并仿照承压杯的工作状况对完好承压杯进行了模拟试验。结果表明:承压杯的失效性质为镉脆开裂;承压杯失效原因为:工作环境经历较高的温度,在刹车过程中承压杯上表面导圆角处受到较大的拉应力,而承压杯表面采用了不适当的表面镀镉工艺,在这些因素的综合作用下承压杯发生镉脆开裂。故障发生的根本原因在于对承压杯的结构与受力考虑不充分。

发动机传动轴断裂模式分析

发动机在外场服役过程中传动轴发生断裂故障,其他多台发动机传动轴在检查中也发现了掉齿和裂纹现象。利用宏微观分析手段对传动轴的裂纹及断口进行分析研究,对其断裂模式进行模拟试验和有限元分析。结果表明:传动轴断裂性质为弯-扭复合疲劳,传动轴裂纹呈现螺旋型扩展是由于传动轴载承受正常扭转载荷下叠加了弯曲载荷,此外,弯矩的存在还改变了传动轴花键上的应力分布。

电连接器4J29合金接触体断裂分析

采用体视显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析仪、光学显微镜,对断裂的电连接器接触体进行表面和断口的宏微观形貌观察,断口表面化学成分及显微组织分析。结果表明:电连接器接触体在含Cl^-介质中发生应力腐蚀开裂,最终在工作振动应力作用下发生疲劳断裂;裂纹萌生阶段主要特征为腐蚀坑和沿晶,扩展阶段的主要特征为裂纹穿晶、分叉和疲劳条带。酸洗后腐蚀性Cl^-的残留与接触体表面镀层开裂导致接触体断裂。

输入齿轮断裂原因分析

某特种车辆输入齿轮材料为38CrSi钢,行驶过程中在减重孔处发生断裂。在对输入齿轮进行痕迹分析、断口宏微观观察、组织和性能检查等试验的基础上,对齿轮减重孔的断裂性质及断裂原因进行了分析。试验结果表明:齿轮减重孔断裂起源于孔侧面,断口以韧窝形貌为主,断裂性质为过载断裂。分析表明:未进行调质处理导致材料的硬度与强度不足是齿轮减重孔处发生断裂故障的主要原因。