钛合金螺栓根部圆角滚压强化的工艺参数仿真研究

针对TC4钛合金高精度螺栓根部圆角滚压强化技术的工艺参数开展仿真研究。根据滚压工艺建立螺栓根部圆角滚压强化的有限元仿真模型，获得了应力分布云图；以螺栓根部圆角的残余应力积分中值为主要研究对象，确定了应力提取路径。采用正交分析方法对滚压过程进行数值仿真，并利用结果分析不同工艺参数对残余应力大小的影响。建立残余应力积分中值-工艺参数的数学回归模型，并进行参数优化。最后，在优化结果的基础上，分别针对滚压转速、时间、摩擦因数和滚压力进行仿真试验，研究参数变化对残余应力的影响，并分析产生影响的原因。该研究结果可以为钛合金螺栓根部圆角的滚压强化工艺提供理论指导和技术支撑。     

某四缸汽油机曲轴断裂失效分析

针对一起性能试验中的汽油机曲轴断裂问题,对断口进行了宏观分析、微观分析、金相组织检验、力学性能检测等,对曲轴的断裂原因进行了分析。结果表明:该曲轴断裂失效是典型的疲劳失效,主要原因是第四连杆轴颈圆角滚压与沉割槽过渡处有接痕,产生应力集中导致的疲劳断裂,提高圆角滚压质量是解决该曲轴失效的根本途径。     

基于韧性断裂的汽车用铝合金板滚压包边成形开裂预测

通过对比铝合金平面直线翻边试验及基于集中性失稳模型得到的极限应变和开裂断口,研究了汽车用铝合金滚压包边的失效机理;基于韧性断裂、塑性增量法则和混合强化准则,理论推导得到了弯曲成形极限图,并通过试验对成形极限应力图进行了验证;最后,通过数值解析的方法,研究了韧性断裂准则在滚边成形中的适用范围。结果表明:基于韧性断裂准则的成形极限图,可以用来预测铝合金滚压包边过程中产生的开裂;包边变形过程中弯曲强化效应无法忽略,适用于拉弯成形极限预测的集中性失稳理论将无法应用于滚压包边成形。     

高强度螺栓断裂分析

某风场M36×170mm规格的风机塔筒用高强度螺栓在服役了约2a后发生了断裂。通过宏观观察、断口扫描、金相检查、力学性能检测、化学成分分析等方式对现场部分螺栓断裂原因进行分析。结果表明,高强螺栓的金相组织、化学成分、力学性能正常,断裂螺栓断口具有典型的疲劳断裂特征,断裂形式为疲劳断裂,螺栓断裂的主要原因是螺栓服役过程中头下圆角位置的微裂纹在交变应力的持续作用下,裂纹逐步扩展,最终造成了螺栓的断裂。     

水泵泵体连接螺栓的断裂失效分析研究

某强度级别为10.9级的水泵泵体连接螺栓在使用过程中发生断裂,该连接螺栓已经使用了4～5年。通过材料化学成分分析、力学性能测试、断口分析以及金相组织检验等,分析了泵体连接螺栓断裂失效的原因。结果表明,泵体连接螺栓断裂方式为疲劳断裂,疲劳源位于螺纹根部应力集中区,为线性起裂源;弯拉工作应力叠加了一定的冲击波动载荷是螺栓发生疲劳断裂的主要原因,防护层破坏后螺纹底部发生腐蚀,在一定程度上促进了疲劳裂纹的形成。     

TC16钛合金螺栓及其连接30CrMnSiA钢板孔的疲劳行为

利用高频疲劳实验机和自制装置进行疲劳试验,研究了TC16钛合金螺栓连接30CrMnSiA高强度钢板结构的疲劳破坏行为,并通过扫描电镜(SEM)和有限元分析法分析了钢板和钛合金紧固件的失效机理。结果表明:30CrMnSiA高强度钢板件用TC16钛合金紧固件连接时在外加拉-拉疲劳载荷下,其疲劳破坏属于微动疲劳,寿命较带自由孔30CrMnSiA钢板件的常规疲劳寿命下降约60%,脱层和磨粒磨损是板孔微动疲劳的主要损伤形式。TC16钛合金紧固件连接30CrMnSiA高强度钢板结构在拉-拉疲劳载荷下,钛合金螺栓由于弯曲疲劳作用发生弯曲疲劳断裂,而非微动疲劳破坏。TC16钛合金螺栓表面进行阳极氧化处理有利于改善30CrMnSiA高强度钢连接板的微动疲劳性能。然而,钛合金螺栓表面进行阳极氧化处理由于韧性降低的缘故,却导致其常规弯曲疲劳抗力明显下降。     

发动机底座高强度六角头螺栓断裂的失效分析

某紧固件厂生产的发动机底座用高强度发黑六角头螺栓在安装24h后发生了断裂,为了探明螺栓断裂的原因,采用光学显微镜、扫描电子显微镜、直读光谱仪、硬度测试仪等对该螺栓的组织、硬度和化学成分进行分析。结果表明:失效螺栓的表面和心部硬度分别为518,434HV0.3,螺栓的组织为回火索氏体,宏观断口存在光亮区,微观呈"鸡爪状"形貌,螺纹根部沿晶裂纹不分叉,该特征表明螺栓断口是典型的氢脆断口;为避免类似情况再次发生,需要严格控制酸洗和热处理工艺,并对产品进行必要的去氢处理。     

轻烃站原料气压缩机A机进气阀阀盖螺栓的断裂原因

通过对某油田轻烃站原料气压缩机A机进气阀阀盖螺栓的断口形貌、化学成分、显微硬度、显微组织、受力情况等进行分析,讨论了螺栓失效的原因。结果表明:螺栓的断裂性质为疲劳断裂,疲劳裂纹在螺纹根部萌生;螺纹根部存在因加工不当而出现的缺口、凹坑等缺陷,缺陷处易产生应力集中而成为疲劳裂纹源,在压缩机工作时产生的交变应力作用下微裂纹扩展,并最终导致螺栓的断裂;建议在螺栓加工过程中,采用表面喷丸、渗碳、渗氮等工艺在螺纹根部表面引入残余应力,严格按照高强紧固件的热处理要求进行调质热处理,严格按照压缩机的使用要求紧固螺栓,并定期检查和更换螺栓。     

高强度螺栓圆角冷挤压工艺研究

高强度螺栓头下圆角需进行冷滚压强化工艺，以提高螺栓的疲劳强度。通过研究实践证明，滚压前螺栓头下圆角的尺寸公差是影响滚压质量的关键因素之一。本文就滚压前的螺栓头下圆角尺寸公差与滚压变形的关系，研究了确定滚压圆角尺寸公差数值的方法，并给出了确定滚前圆角尺寸公差数值与滚压深度的关系线图。     

汽车张紧轮紧固螺栓断裂分析

对断裂的汽车张紧轮紧固螺栓的显微组织、化学成分、硬度以及断口的宏、微观特征进行了综合分析,找出其断裂的原因。结果表明:螺栓在搓丝加工过程中挤压量过大,使螺纹尖端产生较多微裂纹,同时螺纹根部也存在一些加工缺陷,并在之后的热处理过程中进一步扩展;在使用过程中,微裂纹和加工缺陷处产生应力集中,使螺栓材料的疲劳强度降低,裂纹源的过早形成最终导致了螺栓发生疲劳断裂而失效。     

钢轨接头螺栓的疲劳失效影响因素分析

钢轨接头螺栓的疲劳失效会使铁路运输的可靠性、安全性下降,是阻碍高速铁路发展的重要因素.导致螺栓的疲劳失效有很多因素,现利用有限元分析软件ANSYS的接触分析方法,研究钢轨接头螺栓疲劳失效的影响因素.分析得知,螺纹根部的应力会随着螺纹根部圆角半径的增大而减小,选择适当的预紧扭矩可明显提高螺纹的连接强度,这为提高钢轨接头螺栓连接强度的研究奠定了理论基础.     

加氢压缩机气缸盖螺栓断裂故障分析

通过成份分析、硬度测试、金相检验和断裂分析等方法,对炼油厂加氢压缩机气缸盖螺栓的断裂故障进行了分析.结果表明,螺栓断口具有明显的疲劳断裂特征,由于螺纹存在加工误差,使得螺纹根部应力集中系数加大,较大的螺栓预紧力是最终导致螺栓断裂的主要原因.     

超临界机组小汽轮机高调门调速油伺服阀螺栓断裂的原因

某电厂超临界机组小汽轮机高调门调速油伺服阀螺栓工作3.5a后发生断裂,采用化学成分分析、硬度检验、金相分析和断口分析等方法对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,断口呈现多源特征;螺栓的螺纹部位存在多处机加工缺陷,疲劳裂纹在缺陷处萌生,在复杂疲劳载荷作用下扩展,当裂纹扩展到临界尺寸后出现失稳引起瞬时断裂;当一根螺栓疲劳断裂后,其他螺栓因承受的静载荷明显增大而发生瞬间过载断裂。     

柴油机机油泵主动轴断裂失效分析

本文利用ＡＳＭ－ＳＸ扫描电镜及ＴＮ－５５００能谱仪等现代测试手段，对１３５系列柴油机机油泵主动轴断裂失效进行了宏观和微观分析。分析结果表明，该轴为疲劳断裂。从宏观断口观察分析，断口特征不典型，属于低周疲劳断裂；从微观组织特征观察分析，断口上可见韧窝及疲劳条纹，属于韧性疲劳断裂；从使用寿命判断，属于早期疲劳失效。引起该思早期疲劳失效的原因：一晃机械加工时，键槽底部为一圆弧形直，加工粗糙形成应力集中；     

超高压脉冲阀螺栓断裂失效原因分析

针对超高压聚乙烯装置脉冲阀螺栓发生断裂的情况,采用断口宏观分析、微观形貌分析、能谱分析、化学成分分析、金相检验及力学性能测试等方法分析了螺栓断裂的原因。结果表明:断口形貌表现为腐蚀疲劳的特征,疲劳裂纹的起源为弱酸性含Cl介质造成的螺纹根部腐蚀凹坑,腐蚀凹坑的存在使应力进一步集中,在交变载荷作用下产生了腐蚀疲劳断裂。     

某型汽车悬置螺栓断裂失效分析

某型汽车在强化道路试验中发动机右悬置螺栓断裂。用材料断口学、金相学等方法结合有限元分析模拟结果,确认了螺栓断裂是由于预紧力衰减产生松动,最终导致疲劳失效。提出优化方案提高螺栓的残余扭矩,并通过了试验验证。     

某四缸柴油机主轴承盖螺栓断裂失效

针对一起台架试验中的柴油机主轴承盖螺栓断裂问题,对断口进行了宏观分析、微观分析、金相组织检验等,对螺栓的断裂原因进行了分析。结果表明:该螺栓失效是典型的疲劳失效,主要原因是螺栓螺纹牙底存在原始裂纹,产生疲劳断裂,通过提高螺栓搓丝质量避免类似问题的发生。     

脱硫GGH高强螺栓断裂原因分析

某脱硫设备烟气-烟气再热器导向轴与转子连接高强螺栓断裂失效,通过宏观形貌观察、断口微区检测、化学成分检测、显微组织检测、力学性能检测等试验方法对该连接高强螺栓断裂原因进行分析。结果表明:烟气-烟气再热器高强螺栓调质处理工艺不当造成组织中存在部分块状铁素体,进而降低了材料的强度和韧性,当螺栓承受较大的扭转、弯曲等载荷时沿应力集中的螺纹根部开裂,直至发生断裂。     

推流器耦合架螺栓断裂的原因

某推流器耦合架联接螺栓在运行过程中发生断裂;通过断口形貌观察、化学成分分析、硬度测试、显微组织分析、强度校核及有限元模拟分析了螺栓断裂的原因。结果表明:螺栓发生了疲劳断裂;在螺栓和螺母联接部位第一道螺纹根部的应力集中明显,在交变拉伸载荷作用下,该部位萌生裂纹并发生扩展,直到螺栓断裂;螺栓材料中镍和钼含量偏低、硬度偏高、组织中存在孔洞和夹杂物等缺陷、螺纹根部应力集中明显以及交变应力幅较大是导致螺栓疲劳断裂的主要因素。     

牵引销紧固螺钉断裂分析

分析了牵引销紧固螺钉失效断裂的原因,对失效螺钉的化学成分、显微组织和裂纹及断口特征等进行了综合分析。结果表明：失效螺钉表层脱碳,在交变应力作用下,致螺纹齿根处疲劳损伤直至断裂。建议应严格控制热处理质量,避免脱碳;或以螺栓取代螺钉或将螺钉尺寸加大。